超級電容器正在超越電池，提供安全性、更快的充電和尺寸優(yōu)勢，同時有助于消除一系列汽車、電網(wǎng)和 IT 應(yīng)用中的復(fù)雜電池管理系統(tǒng)。

超級電容器在當(dāng)今的電子設(shè)備和能源系統(tǒng)中變得越來越重要。據(jù)估計，到2025年，超級電容器市場預(yù)計將達(dá)到35億美元，到2020年至2025年之間的復(fù)合年均增長率預(yù)計為20％。

不斷增長的電動汽車（EV）行業(yè)就極大地推動了超級電容器市場的發(fā)展。超級電容器設(shè)備目前用于電動汽車中，以轉(zhuǎn)換再生制動系統(tǒng)的能量，因為超級電容器的高功率密度使它們的充電和放電速度比電池快。盡管該技術(shù)每年都在進(jìn)步，但超級電容器在儲能方面仍無法替代鋰離子電池。

智能電網(wǎng)和替代能源等新的市場機會也是超級電容器的關(guān)鍵增長領(lǐng)域。這些市場得益于設(shè)備支持的寬溫度范圍。此外，超級電容器比電池更環(huán)保，并且不受全球貿(mào)易限制的影響。

目前，我們尤其看好新興的儲能和充電技術(shù)，預(yù)測超級電容器最終將“取代”鋰離子等當(dāng)前的電池技術(shù)。預(yù)計未來 20 年將出現(xiàn)約 80 家超級電容器制造商，汽車、公共汽車、磁懸浮列車以及隨著電動機取代內(nèi)燃機而出現(xiàn)的一系列其他用例。

隨著電動汽車公司的不斷壯大，預(yù)計到 2041 年，中國將出現(xiàn) 30 家超級電容器制造商。

“改進(jìn)的超級電容器及其變體為微型電網(wǎng)、火車、有軌電車、卡車、重型越野車、使用能量收集的 [物聯(lián)網(wǎng)] 節(jié)點的微型不間斷電源和醫(yī)院和 1 兆瓦/小時的巨人提供了巨大的機會數(shù)據(jù)中心，”市場追蹤者說。

汽車分析師Egil Juliussen在最近的播客中解釋了超級電容器技術(shù)的潛在優(yōu)勢：“關(guān)于電容器的好消息是，您可以非?？焖俚貫樗鼈兂潆姡驗槟恍鑼㈦娏鲀A倒在那里，然后突然之間它就在那里?！?/p>

Juliussen 將能源技術(shù)比作緩存，他繼續(xù)說道：“超級電容器也可以位于充電站和電網(wǎng)之間。你也必須在那里拉很多電流。因此，在那里有一個具有額外功率的備用超級電容器，然后當(dāng)汽車在那里時，你可以將其加載到其中，這也是可以做到的?！?/p>

Juliussen 對超級電容器技術(shù)何時或什至可能實現(xiàn)其潛力持謹(jǐn)慎態(tài)度，他承認(rèn)上述情況可能是“天上掉餡餅”。又一次，他補充說，“你永遠(yuǎn)不知道。”

IDTechX 采用玻璃半滿的方法，預(yù)測超級電容器技術(shù)將隨著交通、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用列表的不斷增長而起飛。

根據(jù)不同的應(yīng)用，設(shè)計人員可能需要串聯(lián)和/或并聯(lián)組合添加幾個超級電容器，以滿足電力和能量存儲的要求。但是串聯(lián)配置可能會導(dǎo)致超級電容器之間的不平衡，進(jìn)而影響電壓和ESR值。要解決此問題，可能需要平衡超級電容器。

要理解的另一個重要參數(shù)是給定應(yīng)用的超級電容器的預(yù)期壽命。如果設(shè)備將在具有20年產(chǎn)品保修的電路板上或模塊中運行，則超級電容器必須設(shè)計成至少可以使用那么長的時間。盡管所有超級電容器都隨著時間而老化，但該老化率仍是施加電壓和工作溫度的函數(shù)。極端的電壓和溫度會縮短任何超級電容器的壽命。

成本也可能是最終參數(shù)之一。超級電容器雖然具有附加功能，但比電池貴一些。

基于無電無事可做，電動汽車快充必將成為一大賣點的前提，超級電容技術(shù)的成功是有必要的。在一個示例中，行業(yè)分析師設(shè)想城市輕軌和公交網(wǎng)絡(luò)在 20 秒內(nèi)為電池充電，同時減少更換昂貴電池的需要。昂貴材料的回收也將被取消。

盡管如此，能量密度仍然是電力電子應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)計考慮因素。這是電池仍然優(yōu)于超級電容器的一項指標(biāo)。以每公斤瓦時為單位測量，IDTechX 認(rèn)為超級電容器接近當(dāng)前電池能量密度的低端，即略高于 10 Wh/kg。

“承重超級電容器的能量密度最差，但有足夠的空間使用，”行業(yè)研究人員指出。

因此，它預(yù)見了混合部署的混合，從電容器-超級電容器組合到電池-超級電容器混合。后者可以實現(xiàn)快速無線充電等應(yīng)用。

到目前為止，IDTechX 估計超級電容器已經(jīng)取代了 10% 的昂貴鋰離子電池，并將迅速將鉛酸電池送上渡渡鳥的道路。“超級電容器的改進(jìn)和市場推廣現(xiàn)在正在快速發(fā)展，未來二十年將出現(xiàn)重大進(jìn)展和中斷，”它總結(jié)道。