超级电容器行业相关概述及市场情况分析来源:肇庆市彦心商务咨询服务有限公司网址:https://www.yxresearch.com/ 报告导读:本报告从国际超级电容器行业发展、国内超级电容器行业政策环境及发展、研发动态、供需情况、重点生产企业、存在的问题及对策等多方面多角度阐述了超级电容器行业市场的发展,并在此基础上对超级电容器行业的发展前景作出了科学的预测,最后对超级电容器行业投资潜力进行了分析。 制作单位:肇庆市彦心商务咨询服务有限公司(彦心咨询) 全文链接:https://www.yxresearch.com/ 第一章我国超级电容器行业发展环境分析第一节超级电容器概述一、超级电容器行业界定超级电容器,又称为电化学电容器、黄金电容、法拉电容,是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,它既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性。 超级电容器是一种电化学元件,在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的;具有快充快放、长循环周期、高功率、安全性较高等优点。 中央广播电视总台发布2021年度国际十大科技新闻,超级电容器在列。 2025年7月,由我国提出的《电力储能用超级电容器》国际标准提案近日在国际电工委员会(IEC)成功立项,是全球首个应用于电力储能领域的超级电容器国际标准。 二、超级电容器行业分类根据电容器制造工艺及外形分类,超级电容器主要可以分为纽扣型超级电容器、卷绕型超级电容器和大型超级电容器。 图表:超级电容器的分类、容量及特点
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 三、超级电容器的原理分析超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。当电极与电解液接触时,由于库仑力、分子间力及原子间力的作用,使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷,称其为界面双层。把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板,电压加载到2个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器。 第二节超级电容器性能分析一、超级电容器性能指标1、额定电容量 指在25℃室温条件下的额定电容量,并给出允许偏差,它体现了超级电容器储存电荷的能力。 2、工作电压 即电容器能连续、长期保持的最大电压,是衡量其正常工作时所能承受的电压范围的指标。 3、额定充、放电电流及最大充、放电电流 额定充、放电电流是正常工作时的充放电电流值,最大充、放电电流则是其所能承受的最大电流,这两个指标对于评估超级电容器在不同工况下的充放电能力至关重要。 4、时间常数(RC) 若将超级电容器模拟为一只电容器与一只电阻器的串联组合,该电容器与电阻器的乘积即为时间常数(单位为s),它相当于将电容器恒压充电至满充容量的63.2%时所需要的时间,反映了超级电容器的充电速度特性。 5、等效串联电阻 把超级电容器模拟为电感、电容和电阻的等效电路时,其中的串联电阻部分即为等效串联电阻,它会影响超级电容器充放电过程中的能量损失。 二、超级电容器性能特点1、高功率密度 通过物理电荷吸附/脱附储能,充放电速率远高于电池,能够瞬间释放高功率,适合需要瞬间爆发能量的场合。 2、快速充放电 充放电过程主要是物理性的电荷吸附/脱附,无需像电池那样的化学反应,可在数秒至数分钟内完成充放电,而常规电池需要数小时。 3、长循环寿命 物理储能机制使其在充放电过程中不会损伤电极材料,可进行数十万次(通常可达10万次至百万次以上)的充放电循环,性能衰减极小,远高于绝大多数电池(通常几千次循环)。 4、能量密度较低 储能密度约为电池的1/5 - 1/10,不太适合长时间储能的应用场景。 5、宽工作温度范围 可在较低(-40℃至-50℃)和较高(+60℃至+70℃)的温度下有效工作,比许多电池在极端温度下表现更稳定可靠。 6、环保 超级电容器在生产过程中不使用重金属和其他有害的化学物质,且自身寿命较长,因而是一种新型的绿色环保电源。 三、超级电容器性能优势1、在电力储能领域优势显著 具有卓越的电气特性、超长的循环寿命、良好的环境适应性以及高水平的安全性和稳定性,在电力调频、平抑功率波动和改善电能质量等方面具备取代锂离子电池的潜力。 2、特定应用场景优势突出 在车辆起步加速、制动能量回收等需要瞬间爆发能量的场合表现出色,其高功率密度和快速充放电能力能够满足这些场景对能量的需求。 3、维护成本低 由于其长循环寿命,减少了频繁更换设备的需求,从而降低了维护成本。 4、能量利用效率高 充放电过程能量损失很小(内阻低),充放电效率通常高达95%以上,特别在快速充放电循环中能量利用效率表现优异。 四、超级电容器定位:与锂电池互补从理论层面分析,超级电容与锂电池并联是完全可行的。超级电容能够在启动和加速等高电流需求场景下,有效减轻锂电池的负担,从而延长其使用寿命。同时,在刹车过程中,超级电容还能迅速回收并存储能量,提升整个系统的能效。 在电动汽车等实际应用中,超级电容与锂电池并联的方案已经得到了有效验证。这种并联系统不仅可以显著提升车辆的启动响应和行驶平顺性,还能有效减少电池组在高负荷下的损耗。通过精细的能量管理策略,可以进一步实现两种电源技术间的优势互补,提升整体性能。 在并联操作过程中,是否会产生火花是一个重要的安全考量点。在正常情况下,只要操作得当且连接线路稳固,通常不会产生火花。然而,若存在接触不良或短路等隐患,则可能引发火花甚至安全事故。因此,进行并联操作时务必确保电路连接的正确性与稳固性。 第三节超级电容器行业外部环境分析一、超级电容器行业政策环境1、行业管理体制分析超级电容器属于电子元件行业,产业管理体系由政府管理体系和社会自律管理体系共同组成。其中,政府管理体系由各级相关政府部门组成,主管部门为国家发改委、工信部、科学技术部等,其主要负责超级电容器行业的产业政策和产业规划的制定,提出高新技术产业发展和产业技术进步的战略、规划、政策、重点领域和相关建设项目,指导超级电容器行业发展。 超级电容器行业主要的自律组织为中国电子元件行业协会(CECA),主要负责开展行业调查研究;加强行业自律,维护公平的市场环境;帮助企业开拓市场,经政府有关部门批准,组织新产品鉴定、科研成果评审、行业标准制订和质量监督等工作。 2、行业相关标准分析据工标网统计,中国超级电容器相关标准共有26项,其中现行标准22项,作废/废止标准3项,未实施标准1项。部分标准情况如下: 图表:中国超级电容器相关现行标准情况(部分)
资料来源:工标网以及彦心咨询整理,2025年7月 3、行业产业政策解析2025年2月工信部等8部门发布《新型储能制造业高质量发展行动方案》,提出将“超级电容器-支持高电压电解液、高导电石墨烯、高性能隔膜等新型材料技术创新,开展高能量密度电极材料、电极制备、高效预嵌锂等技术攻关,发展高比能、高安全、长寿命超级电容器”列入新型储能本体产品及技术,明确鼓励超级电容器行业发展。 图表:超级电容器产业相关政策
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 三、超级电容器行业技术环境1、行业专利申请数量2025年7月从国家知识产权局专利检索及分析系统中检索关键词,得出2019-2025年7月我国超级电容器相关专利申请数量如下图表所示。其中,2024年我国超级电容器相关专利申请数量为377个。 图表:2019-2025年7月我国超级电容器相关专利申请数量
数据参考来源:国家知识产权局以及彦心咨询整理,2025年7月 2、行业专利公开数量2025年7月从国家知识产权局专利检索及分析系统中检索关键词,得出2019-2025年7月我国超级电容器相关专利公开数量如下图表所示。其中,2024年我国超级电容器相关专利公开数量为516个,截至2025年7月我国超级电容器相关专利公开总数量为6905个。 图表:2019-2025年7月我国超级电容器相关专利公开数量
数据参考来源:国家知识产权局以及彦心咨询整理,2025年7月 3、行业专利申请人排行据统计,截至2025年7月中国超级电容器相关专利申请人专利数量统计如下图表所示: 图表:中国超级电容器相关专利申请人专利数量统计
数据参考来源:国家知识产权局以及彦心咨询整理,2025年7月 4、行业最新专利技术信息国家知识产权局统计信息显示,近年来中国超级电容器相关专利技术创新情况如下图表所示: 图表:近年来中国超级电容器相关专利技术情况(部分)
数据参考来源:国家知识产权局以及彦心咨询整理,2025年7月 5、行业热门技术专利类型据统计,截至2025年7月中国超级电容器相关热门技术专利类型(IPC分类)数量统计如下图表所示: 图表:中国超级电容器相关热门技术专利类型(IPC分类)数量统计
数据参考来源:国家知识产权局以及彦心咨询整理,2025年7月 第二章全球超级电容器行业发展现状与趋势第一节全球超级电容器行业发展现状一、全球超级电容器行业发展概况全球超级电容器储能技术研究于20世纪60年代开始起步,80年代进入商业化阶段,经过多年发展,超级电容器电容量大幅增加。 全球超级电容的发展主要是由超级电容器相关的技术革新带来的行业发展推动。1879年Helmholz发现了电化学界面的双电层电容性质。1962年标准石油公司(SOHIO)生产了一种6V的以活性碳(AC)作为电极材料,以硫酸水溶液作为电解质的超级电容器,1969年该公司首先实现了碳材料电化学电容器的商业化。1979年NEC公司开始生产超级电容器(Super Capacitor),开始了电化学电容器的大规模商业应用。到了九十年代末开始进入大容量高功率型超级电容器的全面产业化发展时期。 2020年以来,随着新能源行业的爆发式成长,超级电容器迎来了新一轮的增长高峰。 图表:全球超级电容器产业发展历程
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 二、全球超级电容器行业市场规模目前,全球超级电容器市场正处于高速发展阶段。据统计,2019年全球超级电容市场规模为11.4亿美元,到2024年增长至24.6亿美元。 图表:2019-2024年全球超级电容器行业市场规模
数据参考来源:彦心咨询整理,2025年7月 三、全球超级电容器行业竞争格局国外企业技术领先,占据全球大部分超级电容器市场。目前世界上许多国家积极开展超级电容相关的研究开发工作,主要的生产企业有:美国的MAXWELL公司、Ioxus公司,日本的ELNA公司、PANASONIC公司,韩国的LSMtron公司、VinaTechnology公司和俄罗斯的ECOND公司等。 二、全球超级电容器行业发展趋势受到新能源产业持续发展的加持,全球超级电容器行业也将不断提升技术水平与产品性能,维持相对稳定的竞争格局。 图表:全球超级电容器产业发展趋势
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 第三章我国超级电容器行业发展状况分析第一节我国超级电容器行业发展现状分析一、我国超级电容器行业发展阶段我国在1980年才展开对超级电容器的研究,行业起步落后于国际水平。2001年科技部首次把超级电容器研制纳入“863重大汽车专项”,跟随美国Maxwell和日本、韩国相关技术发展的阶段。在这一阶段中,一批先行的企业如锦州凯美、奥威、合众汇能等已经开始技术研发,其中中车四方所与Maxwell合作开发混合型超级电容器,奠定了我国超级电容器行业研发和产业化的基础。 2020年开始,国内新能源产业得到爆发式成长,超级电容器产业也相应实现高速增长。技术方面,目前我国的能量型超级电容器处于世界领先水平,双电层电容器的主要技术指标达到Maxwell同类产品水平。 图表:全球超级电容器产业发展历程
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 二、我国超级电容器行业市场规模随着下游应用场景的不断扩展,超级电容器的下游需求也在不断增长。根据调查数据显示,2019年我国超级电容器行业市场规模为14.64亿元,到2024年增长至45.32亿元,同比增速达18.48%。未来随着新能源汽车、轨道交通、电力系统等领域的需求推动,我国超级电容器行业将继续保持高速增长。 图表:20219-2024年中国超级电容器行业市场规模
数据参考来源:彦心咨询整理,2025年7月 第三节我国超级电容器行业五力模型分析一、行业对上游议价能力分析1、核心原材料依赖 超级电容器生产依赖高纯度活性炭、电解液(含高电压添加剂)、高性能隔膜等关键材料。其中,隔膜市场集中度较高,前五大供应商占据国内市场份额超60%,且部分材料(如陶瓷涂覆隔膜)依赖进口,导致供应商议价能力较强。 案例:电解液价格波动率超15%时,企业需通过长期协议锁定价格,否则成本压力显著。 趋势:头部企业(如江海股份)通过自建隔膜生产线或参股电解液企业,降低供应链风险,但中小企业仍面临成本压力。 2、技术壁垒强化议价权 高性能电极材料(如石墨烯、碳纳米管)的研发门槛高,供应商技术优势使其在定价中占据主动权。 二、行业对下游议价能力分析1、下游应用领域分散 新能源汽车:车企采购量高,可要求3%-8%的价格折扣,但定制化需求(如耐低温设计)压缩利润空间。 电网储能:国网招标认证周期长达2-3年,新进入者难以快速切入,头部企业议价权较强。 工业设备:机器人、自动化生产线等客户对价格敏感度低,更关注产品可靠性。 2、替代品压力转移议价权 锂电池价格下降后,在长续航场景中优先替代超级电容器,削弱购买者对价格的敏感度。 三、行业内部竞争分析1、价格战加剧 2024年国内市场均价同比下降,低端产品(<100F)价格跌幅较高,企业毛利率普遍降至20%-25%(高端产品维持35%以上)。 2、技术路线分化 碳基材料路线:占据80%市场份额,但技术同质化严重; 金属氧化物路线(如RuO₂):能量密度提升至30Wh/kg,但成本高出碳基产品40%,仅限军工等高利润领域应用。 3、区域集群竞争 山东(滨州、潍坊)和长三角(江苏、浙江)两大产业聚集区通过供应链协同降低物流成本12%-15%,挤压其他区域企业生存空间。 四、替代品威胁分析1、锂电池的直接竞争 在储能时长>30秒的场景中,锂电池能量密度(100-260Wh/kg)显著优于超级电容器(5-30Wh/kg),持续挤压其市场份额。 案例:比亚迪通过技术创新降低锂电池成本,在长续航车型中替代超级电容器。 2、互补性技术融合 混合储能系统(锂电池+超级电容器)的推广削弱替代威胁。例如,轨道交通制动能量回收系统中两者协同可将综合效率提升25%以上。 3、新兴技术萌芽 固态电池、钠离子电池等新技术若突破成本瓶颈(目前成本高于超级电容器30%-50%),可能在中长期形成替代压力。 五、行业新进入者威胁分析1、政策与技术壁垒 政策门槛:工信部《新型储能制造业高质量发展行动方案》要求突破高能量密度电极材料、高效预嵌锂等技术,新进入者需投入亿元级研发资金。 技术积累:头部企业(如Maxwell、宁德时代等)专利布局超2000项,形成技术护城河。 2、渠道与认证壁垒 电网储能领域需通过国网招标认证,周期长达2-3年;轨道交通领域需符合中国铁路总公司标准,新玩家难以快速突破。 3、资本与规模效应 行业前三大企业占据全球市场55%份额,新进入者需面对规模经济挑战,如宁德时代计划到2025年将超级电容器产能提升至10亿伏安时以上。 第四章我国超级电容器行业原材料市场分析第一节超级电容器行业产业链分析从结构上看,超级电容器主要由隔膜、电极、电解液、集流体和其他辅助材料组成,其中电极和电解液是超级电容器生产的关键材料,直接决定了超级电容器的主要性能指标(如能量密度、功率密度和循环稳定性等);超级电容器产业链中游主要是超级电容器厂商,包括江海股份、宁波中车、奥威科技、锦州凯美等企业;下游为各类应用领域,包括轨道交通、汽车 、工业等领域。 图表:超级电容器行业产业链
资料来源:彦心咨询整理,2025年7月 第五章我国超级电容器行业技术发展分析第一节超级电容器生产工艺流程超级电容器的生产工艺流程涉及多个关键步骤,从材料准备到最终产品测试,每个环节都对其性能和可靠性有着直接影响。以下是详细的生产流程: (1)材料准备 电极材料:通常采用活性炭、石墨烯或金属氧化物(如二氧化钌)等,这些材料具有高比表面积和良好的导电性,能提高超级电容器的电容量和工作效率。 电解液:多为有机溶液(如四氟硼酸四乙基铵)或水溶液(如硫酸钾),需要具备高离子电导率和宽电压窗口,以确保离子能够在电极之间自由移动,维持正常的充放电过程。 隔膜:选用聚丙烯或纤维素材料,要求孔隙率适中且绝缘性好,既能保证离子的传输,又能防止正负极短路。 集流体:一般使用铝箔或铜箔,需确保具有低电阻和高机械强度,以实现良好的导电性能和结构稳定性。 (2)电极制备 浆料配制:将活性材料(如活性炭)、导电剂(如炭黑)和粘结剂(如PVDF)按一定比例混合,并加入溶剂(如NMP),搅拌成均匀的浆料。 涂布:通过涂布机将浆料均匀涂覆在集流体上,厚度通常控制在100 - 200微米。 干燥:将涂覆好的电极送入烘箱,在80 - 120℃下进行干燥,以去除溶剂。之后,再经辊压机压实,提高电极的密度和导电性。 (3)组装工艺 组装过程需要在干燥的环境中进行,以防止电解液吸湿。首先,将正负极电极与隔膜进行叠放,把隔膜置于正负极中间,避免短路。然后,根据设计需求,将叠放好的电极和隔膜进行封装。 (4)电解液注入 在封装好的电容器中注入预先准备好的电解液,使电解液充分浸润电极和隔膜,确保离子能够在其中自由传输。 (5)密封 完成电解液注入后,对电容器进行密封,防止电解液泄漏和外界空气、水分等进入,影响超级电容器的性能和寿命。 (6)化成与测试 化成:对密封好的超级电容器进行首次充放电操作,使电极表面形成稳定的界面结构,激活电极材料的性能。 测试:对化成后的超级电容器进行各项性能测试,如电容值、内阻、充放电效率、循环寿命等,筛选出合格的产品。Q 984753543 |