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中国超级活性炭产品概述 2017年中国超级活性炭规模达到42.86亿元

2018年11月03日 11:27:47字号:T|T

    近年来随着环保意识的增强,氢气、天然气作为交通燃料的重要性得到提高。为解决氢气、天然气的存储问题,提出了对高比表面积超级活性炭的需求。超级活性炭的高吸附性能拓宽了活性炭的用途,例如应用于双电层电容(超级电容器)的电极、催化剂载体等领域。

    活性炭具有原料丰富、价格低廉、成型性 好、电化学稳定性高、技术成熟等特点,是最早作为电容器电极的碳材料。但活性炭的导电性较差,且比电容值相对较低。因此,开发具有赝电容行为的碳基材料成为当前的研究热点。

    超级电容器(supercapacitor),又名电化学电容 器(electrochemical capacitor),是一种主要依靠双电 层和氧化还原赝电容电荷储存电能的新型储能装 置。与传统的化学电源不同,超级电容器是一种 介于传统电容器与电池之间的电源,具有功率密 度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范 围宽等优势。因此,可以广泛应用于辅助峰值功 率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的 应用场景,在工业控制、电力、交通运输、智能 仪表、消费型电子产品、国防、通信、新能源汽 车等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。

    超级电容器产业链中,生产环节的原材料主要是正负电极/电解液和隔膜。其中双电层电容器的电极活性材料多为活性炭,其产业化技术主要掌握在西方发达国家手中。隔膜技术掌握在日本企业手中。电解液方面,国内暂无技术瓶颈。而其制作工艺:配料→混浆→ 制电极→裁片→组装→注液 →活化→检测→包装,整套流程的技术含量颇高,准入门槛较高。

    目前已制备出比表面积超过3000m2/g的活性炭材料,但用于超级电容器电极时其真正的利用率仅为30%左右,因此,目前通常使用的AC比表面积为1500m2/g左右,一般不超过2000m2/g,其最高比容量达到280F/g(水系电解液)和120F/g(非水系电解液)。

    活性炭材料的电导率是影响超级电容器充放电性能的重要因素之一。对于活性炭材料,其电导率随材料表面积的增加而降低,一方面是因为材料微孔孔壁上活性炭的含量随表面积的增大而减小;另一方面是活性炭材料的电导率与活性炭颗粒之间的接触面积以及活性炭颗粒所处的位置有密切的关系。活性炭颗粒的微孔以及颗粒之间的空隙中浸渍有电解质溶液,活性炭与电解质之间能否充分浸渍将对电容器的电导率产生很大的影响,材料的表面特性尤其是微孔的孔径和孔深是决定电导率的重要因素。

    2017年我国超级电容器行业市场规模约113.5亿元,同比2016年的90.7亿元增长了25.14%,近几年我国超级电容器行业规模情况如下图所示:

2009-2017年我国超级电容器行业市场规模及增速

资料来源:智研咨询整理

    现在用于超级电容器的正极材料主要是高比表面积活性炭材料, 但它的成本占到产品总成本的近40-50%。随着国内超级电容器市场的快速增长,国内对超级活性炭需求日益扩大。

    智研咨询发布的《2018-2024年中国超级活性炭行业市场调研与与投资前景预测报告》内容指出:2017年我国超级活性炭市场规模约42.86亿元,同比2016年的33.74亿元增长了27.03%。近几年我国超级活性炭市场规模情况如下图所示:

2011-2017年中国超级活性炭行业市场规模情况

资料来源:智研咨询整理

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