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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 %； 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 %。
预计到2016年，中国超级电容器市场规模将达到33.8亿元 33.8
名 企 业
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
26 其他事宜
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技术革新是超级电容器企业实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
对供应商 议价能力
现有企业 间竞争程
度
5 4 3 2 1 0
替代品威 胁
对消费者 议价能力
潜在进入 者威胁
28 超级电容器行业知名企业
美国 MAXWELL 公司
国
韩国 Nesscap energy公司
外
俄罗斯 ELIT 公司
19.2
14.5
10.9
7
8.5
2009
2010
2011
2012
2013
2016
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
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ห้องสมุดไป่ตู้说，需要通过差 异化战略来提升自己的竞争力。
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
新能源 汽车
太阳能
风力发 电
智能电 网
轨道交 通
电力储 能
军用设 备
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。
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附则
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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
新型设计：更能有效发挥石墨烯片层的双电层作用
传统设计：层层堆叠阻碍石墨烯片层的双电层作用的发挥
来源：Nano Lett., 2011, 11 , 1423–1427
14 KOH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。
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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、PVA/H3PO4
改善离子液体电解液与石墨烯的可浸润性
来源：ACS Nano, 2011, 5, 436–442
17 石墨烯/赝电容材料复合电极
层次化聚苯胺纳米线/石墨烯
来源：ACS Nano, 2010, 4, 5019–5026
RuO2纳米粒子/石墨烯
来源：Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3595–3602
根据IDTechEX数据统计，2014年超级电容器全球市场规
模为11 亿美元； 32 预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到 亿
美元，年复合增长率为31 %。
预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元
35
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0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
2015 石墨烯基超级电容器 研究报告
新材料在线 产业研究院
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。
10 μm
来源：Nano Lett. 2010, 10, 4863–4868
16 表面活性剂修饰石墨烯
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, 7302-7307
聚离子液体修饰石墨烯
知
俄罗斯 ESMA 公司
名
日本 E L NA 公司
企 业
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
国
北京集星联合电子科技有限公司
内
辽宁百纳电气有限公司
知
北京合众汇能科技有限公司
活性炭 碳纳米管 介孔炭 炭洋葱 石墨烯
双电层超 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
赝电容超 级电容器
隔膜
电解液
电极
集流体
引线等辅 助材料
超级电容器
其 他 领 域
电 子 产 品
新 能 源
新 能 源 汽 车
交 通 运 输
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
载流子迁移率高 电流密度大 导热率高 强度高 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 堆叠
石墨烯超级电容 器需解决的问题
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
赝电容超级电 器
非对称超级电 容器
活性炭 碳纳米管 介孔炭 碳气凝胶 炭洋葱 导电聚合物 金属氧化物 金属氢氧化物
超级电容器产业链分析
20 超级电容器产业链分析
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隔膜：
涉及材料：多孔PE、PP
05 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
赝电容超级电 器
非对称超级电 容器
活性炭 碳纳米管 介孔炭 碳气凝胶 炭洋葱 导电聚合物 金属氧化物 金属氢氧化物
06 超级电容器与电池比较
离子迁 移电阻
孔隙率
有效比 表面积
11 石墨烯超级电容器几大研究热点
石墨烯电极材 料的制备
• 外延法 • 机械剥离法 • 化学剥离法
石墨烯基双电 层电容器
• 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
石墨烯基赝电 容器
• 官能团修饰石墨烯基电极 • 石墨烯/导电高分子复合物 • 石墨烯-金属氧化物/氢氧化物复
来源：Science 2011, 332, 1537-1541
15 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。