1、2015 石墨烯基超级电容器研究报告新材料在线 产业研究院2015年5月什么是超级电容器03什么是超级电容器超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种电化学储能装置。具有充放电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。根据储能机理不同，可将超级电容器分为双电层超级电容器、赝电容超级电容器和非对称超级电器。04超级电容器结构组成超级电容器的主要组成部分包括集流体、工作电极、电解液和隔膜。集流体：作用：传递和收集电荷；涉及材料：石墨材料、泡沫镍、不锈钢网、铝箔等电解液：水系：酸性（硫酸）、碱性（KOH）和中性（硫酸钠）；有机系：季铵盐、锂盐、有机溶剂；凝胶：PVA/H2SO4、

2、PVA/H3PO4隔膜：涉及材料：多孔PE、PP05电极材料超级电容器工作电极所采用的电极材料是进行能量存储的关键，是决定超级电容器性能的核心影响因素。电极材料双电层超级电容器活性炭碳纳米管介孔炭碳气凝胶炭洋葱赝电容超级电器导电聚合物金属氧化物金属氢氧化物非对称超级电容器06超级电容器与电池比较提升超级电容器性能的关键在于选用合适的电极材料。提升超级电容器性能的关键在于选用合适的电极材料。07超级电容器的应用太阳能风力发电新能源汽车智能电网电力储能军用设备轨道交通运动控制什么是石墨烯超级电容器09什么是石墨烯石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，碳原子之间相互连接

3、成六角网格。铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。载流子迁移率高电流密度大强度高导热率高最薄最轻10什么是石墨烯超级电容器相对于活性炭，石墨烯材料具有很高的比表面积和更加优异的导电性，其特殊的平面二维结构使其具有更具丰富的微观结构。因此石墨烯非常适合作为超级电容器电极材料。超级电容器电极材料参数比较石墨烯超级电容器需解决的问题石墨烯堆叠孔隙率有效比表面积离子迁移电阻11石墨烯超级电容器几大研究热点 外延法 机械剥离法 化学剥离法石墨烯电极材料的制备 KOH活化石墨烯 具有中孔结构的弯曲石墨烯 表面活性剂修饰石墨烯石墨烯基双电层电容器 官能团修饰石墨烯基电极 石墨烯/导电高分子复合物 石墨

4、烯-金属氧化物/氢氧化物复合物石墨烯基赝电容器 二氧化锰/石墨烯复合材料石墨烯基非对称超级电容器12美国研制超级电池：几秒钟内完成手机充电 美国科学家最新研制一种超级电池，它们被称为微型石墨烯超级电容，其充电和放电速度比普通电池快1000倍； 这种超级电池是采用单原子厚度的碳层构成，能够很容易制造并整合成为器件，未来有望制造更小的手机。科学家使用DVD烧录技术制造的微型超级电池，其充电和放电能力是普通电池的上千倍13超薄平面石墨烯电容器传统设计：层层堆叠阻碍石墨烯片层的双电层作用的发挥新型设计：更能有效发挥石墨烯片层的双电层作用来源：Nano Lett., 2011, 11 , 1423142

5、714KOH活化石墨烯利用KOH活化石墨烯作为电极组装成的超级电容器，其能量密度(70Wh/kg)可达到铅酸电池的水平，同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度(250kw/kg)，有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。来源：Science 2011, 332, 具有中孔结构的弯曲石墨烯 弯曲石墨烯抑制了石墨烯面对面堆叠，提高了表面利用，同时中孔结构有利于传质和电解液的可接近性； 在室温下可以达到85.6 Wh/kg(80时为130Wh/kg)的能量密度，相当于镍氢电池的储能，却能在几秒或者几分钟内放电完毕，有望取代电池。10 m来源：

6、Nano Lett. 2010, 10, 4863486816表面活性剂修饰石墨烯来源：ACS Nano, 2011, 5, 436442聚离子液体修饰石墨烯 改善离子液体电解液与石墨烯的可浸润性 相比没有表面活性修饰获得的石墨烯，在离子液体中比电容提高到144Fg-1，主要是增加了电极表面电解液润湿性来源：J. Mater. Chem., 2011, 21, 石墨烯/赝电容材料复合电极来源：Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 35953602层次化聚苯胺纳米线/石墨烯来源：ACS Nano, 2010, 4, 50195026RuO2纳米粒子/石墨

7、烯18电极材料超级电容器工作电极所采用的电极材料是进行能量存储的关键，是决定超级电容器性能的核心影响因素。电极材料双电层超级电容器活性炭碳纳米管介孔炭碳气凝胶炭洋葱赝电容超级电器导电聚合物金属氧化物金属氢氧化物非对称超级电容器超级电容器产业链分析20超级电容器产业链分析活性炭碳纳米管介孔炭炭洋葱石墨烯双电层超级电容器赝电容超级电容器导电聚合物金属氧化物金属氢氧化物石墨烯基复合物电极电解液隔膜集流体引线等辅助材料超级电容器交通运输新能源汽车新能源电子产品其他领域超级电容器市场分析22预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元 根据IDTechEX数据统计，2014年超级电容器全球市

8、场规模为11 亿美元； 预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32 亿美元，年复合增长率为31 %。02530352010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元来源：bcc research, IDTechEX, 新材料在线23超级电容器主要用在新能源汽车和电子领域来源：IDTechEX, 新材料在线电动汽车其他各种交通工具卡车可再生能源电网基础设施其他电气领域电子领域24超级电容器市场主要集中在美国、日本、俄罗斯等国 据MarketsandMarkets，全球超级电

9、容器市场在2014年至2020年将以复合年增长率(CAGR) 26.93 的速度发展。 在产业化方面，美国、日本、俄罗斯、瑞士、韩国、法国的一些公司凭借多年的研究开发和技术积累，目前处于领先地位，如美国的Maxwell，日本的NEC、松下、Tokin和俄罗斯的Econd公司等，这些公司目前占据着全球大部分市场。 美国在营收方面占据该市场主导地位；欧洲在其发表的科学刊物方面占据主导地位；亚洲则大范围注入资金，以支持混合交通系统。25预计到2016年，中国超级电容器市场规模将达到33.8亿元 2013年，中国超级电容器市场规模由2009年的7亿元增加至至19.2 亿元，年增长率为32.51 %；

10、预计到2016年，中国超级电容器市场规模将达到33.8 亿元，其年增长率为22.08 %。78.510.914.519.233.82009200132016预计到2016年，中国超级电容器市场规模将达到33.8亿元来源：华强北指数网，新材料在线整理超级电容器竞争分析27超级电容器竞争格局分析012345间竞争程度替代品威胁潜在进入者威胁对消费者议价能力对供应商议价能力 电容器产业面临能源成本、材料成本、劳动力成本、环保成本的全面上涨，而产品销售价格却一再下降，整个行业的经营受到双重压力。因此，对于企业来说，需要通过差异化战略来提升自己的竞争力。 技术革新是超级电容器企业实

11、现差异化战略的重要手段，而石墨烯超级电容器就是一种新技术28超级电容器行业知名企业美国 MAXWELL 公司韩国 Nesscap energy公司俄罗斯 ELIT 公司俄罗斯 ESMA 公司日本 E L NA 公司日本 PANASONIC 公司日本 NEC-TOKIN 公司韩国 K O R C H I P 公司韩国 NUINTEK 公司上海奥威科技开发有限公司哈尔滨巨容新能源有限公司北京集星联合电子科技有限公司辽宁百纳电气有限公司北京合众汇能科技有限公司深圳市今朝时代新能源技术有限公司锦州凯美能源有限公司凯迈嘉华（洛阳）新能源有限公司万裕科技集团有限公司南通江海电容器股份有限公司国外知名企业国

12、内知名企业其他事宜免费加入超级电容器专家库微信后台留言：超级电容器专家+姓名+单位+职位+电话+Email免费加入超级电容器企业导航微信后台留言：超级电容器导航+姓名+单位+职位+电话+Email免费获取超级电容器PDF报告微信后台留言：超级电容器报告+姓名+单位+职位+电话+Email所有加入供应商导航的企业将自动免费加入“中国好材料”评选活动！如果贵司需要寻找超级电容器供应商或者需求超级电容器材料微信后台留言：超级电容器需求+姓名+单位+职位+电话+Email29微信公众号：xincailiaozaixian新浪微博：新材料在线官微Email: 官方微博官方微信新材料在线 免责声明新材料在

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