1、 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明投資案件結(jié)論和投資建議特斯拉收購全球超級(jí)電容龍頭 Maxwell 對(duì)全球儲(chǔ)能技術(shù)方向具有風(fēng)向標(biāo)作用，隨著國(guó)內(nèi)超級(jí)電容產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步與成本降低，超級(jí)電容憑借其的倍率與循環(huán)性能有望再次迎來應(yīng)用熱潮。Maxwell 的干電池技術(shù)也再次提醒我們，鋰電池生產(chǎn)中仍有許多環(huán)節(jié)存在降本空間，掌握設(shè)備、材料核心技術(shù)的龍頭電池企業(yè)有望加速拉開與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差距， 鋰電池環(huán)節(jié)我們推薦全球龍頭寧德時(shí)代，同時(shí)我們推薦關(guān)注全球電容化學(xué)品龍頭新宙邦，以及國(guó)內(nèi)超級(jí)電容生產(chǎn)企業(yè)江海股份。原因及邏輯干電極技術(shù)是 Maxwell 專有的極片生產(chǎn)工藝，能夠降低極片生產(chǎn)環(huán)節(jié)

2、 20%的成本， 同時(shí)明顯提升電池產(chǎn)品的循環(huán)壽命與倍率性能。盡管近年來鋰電池成本快速下降，但干電極技術(shù)提醒我們，生產(chǎn)過程中仍有各種環(huán)節(jié)存在明顯降本空間，但應(yīng)用新技術(shù)降本的技術(shù)、工藝壁壘將比應(yīng)用成熟方案更高，掌握設(shè)備、材料核心技術(shù)的龍頭電池企業(yè)有望加速拉開與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差距，鋰電池環(huán)節(jié)我們推薦全球龍頭寧德時(shí)代。超級(jí)電容優(yōu)劣勢(shì)特征比較突出，優(yōu)勢(shì)在于倍率與循環(huán)性能，劣勢(shì)在于能量密度低。由于近年來國(guó)家對(duì)新能源汽車的補(bǔ)貼向純電動(dòng)路線傾斜，超級(jí)電容技術(shù)受到冷落。特斯拉作為純電動(dòng)汽車龍頭，長(zhǎng)期跟蹤全球最先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)動(dòng)態(tài)，此輪收購 Maxwell 對(duì)全球儲(chǔ)能技術(shù)方向具有風(fēng)向標(biāo)作用，國(guó)內(nèi)超級(jí)電容公司有望迎來估值修復(fù)

3、。我們推薦關(guān)注電容化學(xué)品全球供應(yīng)商新宙邦，以及國(guó)內(nèi)超級(jí)電容生產(chǎn)商江海股份。有別于大眾的認(rèn)識(shí)市場(chǎng)可能認(rèn)為超級(jí)電容能量密度顯著低于鋰電池，在儲(chǔ)能與交通系統(tǒng)中應(yīng)用有局限，疊加國(guó)內(nèi)補(bǔ)貼對(duì)純電動(dòng)路線的引導(dǎo)效應(yīng)，超級(jí)電容應(yīng)用前景堪憂。但我們認(rèn)為，特斯拉是將第一性原則深度貫徹的企業(yè)，其向 Maxwell 伸出橄欖枝，肯定了超級(jí)電容在儲(chǔ)能領(lǐng)域的商業(yè)價(jià)值，未來超級(jí)電容應(yīng)用有望再次迎來爆發(fā)。 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明目錄 HYPERLINK l _TOC_250016 特斯拉擬收購全球超級(jí)電容器龍頭 Maxwell 有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮6 HYPERLINK l

4、 _TOC_250015 全球領(lǐng)先的超級(jí)電容制造商 電極工藝構(gòu)筑護(hù)城河6 HYPERLINK l _TOC_250014 致力于干電池電極商業(yè)化 實(shí)現(xiàn)成本降低和性能提升9超級(jí)電容廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域 特斯拉全資收購開啟電動(dòng)汽車新征程11 HYPERLINK l _TOC_250013 特斯拉收購具有風(fēng)向標(biāo)作用 超級(jí)電容有望再次迎來應(yīng)用熱潮14 HYPERLINK l _TOC_250012 超級(jí)電容-大功率、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能方案14 HYPERLINK l _TOC_250011 超級(jí)電容器是可實(shí)現(xiàn)快速充放電的儲(chǔ)能器件14 HYPERLINK l _TOC_250010 電極制備能力是超級(jí)電容器制造

5、商的核心競(jìng)爭(zhēng)力16 HYPERLINK l _TOC_250009 超級(jí)電容器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 市場(chǎng)空間廣闊19 HYPERLINK l _TOC_250008 廣泛應(yīng)用于交通、電力、電子設(shè)備、軍事及工業(yè)領(lǐng)域19 HYPERLINK l _TOC_250007 市場(chǎng)空間快速擴(kuò)張 新能源汽車領(lǐng)域滲透率有望提升25 HYPERLINK l _TOC_250006 新宙邦：全球領(lǐng)先的超級(jí)電容器電解液龍頭26 HYPERLINK l _TOC_250005 海外超容技術(shù)全面領(lǐng)先 國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速27 HYPERLINK l _TOC_250004 海外超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)先占據(jù)全球大部分超級(jí)電容器市場(chǎng)27 HY

6、PERLINK l _TOC_250003 國(guó)內(nèi)電極材料量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)突破 電解液國(guó)產(chǎn)化配套成熟28 HYPERLINK l _TOC_250002 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化起步晚 高端產(chǎn)品進(jìn)口替代空間大29 HYPERLINK l _TOC_250001 推薦電池龍頭 關(guān)注超級(jí)電容生產(chǎn)商31 HYPERLINK l _TOC_250000 江海股份：鋁電解電容器核心企業(yè) 戰(zhàn)略發(fā)展超級(jí)電容31 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明圖表目錄圖 1：2017 年 Maxwell 分業(yè)務(wù)銷售收入占比6圖 2：2017 年 Maxwell 分地區(qū)銷售收入占比6圖 3：Maxwel 收購 Ne

7、sscap 后產(chǎn)品線擴(kuò)張7圖 4：公司業(yè)務(wù)在全球的分布8圖 5：Maxwell 近年業(yè)績(jī)情況（單位：百萬美元）8圖 6：Maxwell 資本開支情況（單位：百萬美元）8圖 7：干電池電極有效提升鋰電池性能9圖 8：當(dāng)前干電池技術(shù)專利排名（單位：項(xiàng)）10圖 9：Maxwell 干電池技術(shù)專利申請(qǐng)類型10圖 10：Maxwell 干電池電極發(fā)展規(guī)劃10圖 11：干噴法（dry-spray method）生產(chǎn)步驟11圖 12：2018 年美國(guó)豪華車銷量（單位：千輛）13圖 13：2017-2018 年美國(guó)電動(dòng)汽車銷量（單位：千輛）13圖 14：新能源汽車產(chǎn)銷量及性能快速提升13圖 15：超級(jí)電容器工

8、作原理15圖 16：雙電層電容結(jié)構(gòu)15圖 17：超級(jí)電容與電池能量密度與功率密度對(duì)比15圖 18：超級(jí)電容與電池技術(shù)性能對(duì)比15圖 19：石墨烯超級(jí)電容新結(jié)構(gòu)17圖 20：超級(jí)電容器提升汽車啟停系統(tǒng)19圖 21：基于超級(jí)電容器的混合系統(tǒng)工作原理19圖 22：CAF 選擇 Maxwell 超級(jí)電容器用于無架線鐵路組件20圖 23：Maxwell 超級(jí)電容器儲(chǔ)能方案助美國(guó)費(fèi)城地鐵節(jié)能供電20圖 24：上海 11 路超級(jí)電容公交車22圖 25：蘭博基尼 Terzo Millennio 概念車22圖 26：包含超級(jí)電容器的微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架23圖 27：頻率穩(wěn)定時(shí)間尺度和超級(jí)電容器響應(yīng)23圖 28：超級(jí)電

9、容可應(yīng)用于智能水表、電表、氣表23 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明圖 29：全球超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）25圖 30：全球分地區(qū)超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模及增速預(yù)測(cè)25圖 31：中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：MW）25圖 32：中國(guó)新能源汽車銷量預(yù)測(cè)（單位：萬輛）25圖 33：“300 噸/年高品質(zhì)有機(jī)體系超級(jí)電容活性炭連續(xù)化制備技術(shù)及應(yīng)用”科技成果鑒定會(huì)29圖 34：北海星石碳材料科技有限公司活性炭產(chǎn)能規(guī)劃（單位：噸）29圖 35：新宙邦營(yíng)收及凈利情況（單位：億元）26圖 36：2017 年新宙邦分業(yè)務(wù)營(yíng)收占比26圖 37：江海股份營(yíng)收及凈利情況（單位

10、：億元）31圖 38：2017 年江海股份分業(yè)務(wù)營(yíng)收占比31表 1：公司在電容器領(lǐng)域已獲得的專利及在申請(qǐng)的申利情況7表 2：干電極工藝對(duì)電池生產(chǎn)的成本節(jié)省測(cè)算9表 3：Maxwell 超級(jí)電容器主要應(yīng)用情況12表 4：2018 年新能源客車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)-純電動(dòng)單車補(bǔ)貼上限顯著高于插電式混合動(dòng)力汽車. 14表 5：儲(chǔ)能技術(shù)性能參數(shù)對(duì)比16表 6：不同種類碳材料及碳基復(fù)合材料的超級(jí)電容性能對(duì)比18表 7：有機(jī)電解液 vs 水系電解液18表 8：中國(guó)部分新能源客車企業(yè)采用超級(jí)電容儲(chǔ)能情況21表 9：國(guó)外主要的超級(jí)電容器制造商27表 10：國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器相關(guān)政策29表 11：國(guó)內(nèi)主要的超級(jí)電容器制造商30

11、表 12：重點(diǎn)推薦公司盈利預(yù)測(cè)與估值32表 13：關(guān)鍵假設(shè)表之電力設(shè)備新能源32特斯拉擬收購全球超級(jí)電容器龍頭Maxwell 有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮特斯拉將全資收購超級(jí)電容全球龍頭 Maxwell，有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用熱潮。2019 年 2 月特斯拉宣布將以 2.18 億美元收購 Maxwell 全部股權(quán)，較公告日前Maxwell 的最新收盤價(jià)溢價(jià) 55%，該交易最快于 2019 年二季度完成。我們認(rèn)為此次收購的最主要潛在動(dòng)機(jī)有二：1、儲(chǔ)備超級(jí)電容技術(shù)與產(chǎn)能，未來用于商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、卡車Semi 動(dòng)力系統(tǒng)、甚至超跑乘用車動(dòng)力系統(tǒng)中；2、推動(dòng) Maxwell 專有的干電極技術(shù)，進(jìn)一步

12、降低鋰電池生產(chǎn)成本。我們認(rèn)為特斯拉作為全球純電動(dòng)汽車龍頭，常年跟蹤全球先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)，此輪收購再次證明超級(jí)電容在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值，有望引領(lǐng)新一輪超級(jí)電容應(yīng)用與開發(fā)熱潮。全球領(lǐng)先的超級(jí)電容制造商 電極工藝構(gòu)筑護(hù)城河Maxwell 公司成立于 1965 年，是美國(guó)政府機(jī)構(gòu)的合約研發(fā)服務(wù)提供商，于上世紀(jì)九十年代開始轉(zhuǎn)向商業(yè)領(lǐng)域，目前公司絕大部分營(yíng)收都來源于商用產(chǎn)品。Maxwell 主要從事生產(chǎn)和銷售超級(jí)電容器、高壓電容器，并專注于研發(fā)干電池電極。2017 年公司實(shí)現(xiàn)銷售收入 1.3 億美元，其中超級(jí)電容器銷售收入占比 67.28%，高壓電容器銷售收入占比 32.72%。公司總部位于加利福尼亞州圣

13、地亞哥，歐洲辦事處位于瑞士，并在德國(guó)和中國(guó)設(shè)有銷售和客戶服務(wù)部門。2017 年公司在中國(guó)的銷售收入占比 35%，在美國(guó)、德國(guó)和匈牙利的銷售收入占比均超過 10%。圖 1：2017 年 Maxwell 分業(yè)務(wù)銷售收入占比圖 2：2017 年 Maxwell 分地區(qū)銷售收入占比高壓電容器其他32.07%32.72%中國(guó)34.48%超級(jí)電容器67.28%匈牙利10.32%德國(guó)12.49%美國(guó)10.64% HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 公告，研究資料來源：Maxwell 公告，研究深耕干法電極制造工藝，正極碳材料技術(shù)構(gòu)筑護(hù)城河。Maxwel

14、l 在電極配方、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，原材料，電池封裝設(shè)計(jì)，單元到單元和模塊對(duì)模塊互連技術(shù)等方面獲得多項(xiàng)專利。Maxwell 大多數(shù)超級(jí)電容器產(chǎn)品的核心技術(shù)是一種專有的，無溶劑或干燥的電極制造工藝。這種高產(chǎn)量的卷繞工藝可生產(chǎn)高質(zhì)量的電極材料，厚度均勻，從而提高產(chǎn)品性能和長(zhǎng)期耐用性。其生產(chǎn)的電極除供應(yīng)自家的超級(jí)電容器外， 還出售給 Yeong-LongTechnologies 等其他超級(jí)電容器制造商。表 1：公司在電容器領(lǐng)域已獲得的專利及在申請(qǐng)的申利情況業(yè)務(wù)專利超級(jí)電容器電極的組成，包括其配方、設(shè)計(jì)和制造技術(shù) 與原材料成分相關(guān)的材料科學(xué) 物理電池封裝設(shè)計(jì)以及電池組裝中使用的附屬工藝單元到單元和模塊對(duì)模

15、塊互連技術(shù)，可最大限度地降低等效串聯(lián)電阻，提高超級(jí)電容產(chǎn)品(包括系統(tǒng)級(jí)電子產(chǎn)品) 的功能、性能和壽命促進(jìn)超級(jí)電容技術(shù)應(yīng)用的模塊和系統(tǒng)設(shè)計(jì)高壓電容器物理電池封裝設(shè)計(jì)以及電池組裝中使用的附屬工藝選擇組件以符合環(huán)境法規(guī)，同時(shí)盡量減少對(duì)產(chǎn)品性能的犧牲以一種能夠顯著減少內(nèi)部元件暴露于雜質(zhì)、濕氣和其他不良材料的方式制造電容器，以避免在沒有這些技術(shù)進(jìn)步的情況下延長(zhǎng)制造時(shí)間和降低性能特征 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 公告，研究2017 年收購 Nesscap 公司，產(chǎn)品線延伸至濕法電極制造及中小型超級(jí)電容器。Maxwell 主要采用干法電極工藝技

16、術(shù)生產(chǎn)大型超級(jí)電容器產(chǎn)品，2017 年 4 月 Maxwell 進(jìn)一步收購全球小型超級(jí)電容器龍頭 Nesscap 公司，Nesscap 公司總部位于韓國(guó)，專門從事濕法電極制造工藝的中小型超級(jí)電容器，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、汽車和工業(yè)領(lǐng)域，并銷售至韓國(guó)、中國(guó)、歐洲及美國(guó)等。此次收購使 Maxwell 產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)張，公司的超級(jí)電容器產(chǎn)品線也更加完善。圖 3：Maxwel 收購Nesscap 后產(chǎn)品線擴(kuò)張資料來源：Maxwell 官網(wǎng)，研究電極材料自主生產(chǎn)，電池和模塊組裝外包，保障最優(yōu)成本效益。目前公司的干法加工超級(jí)電容器電極材料僅在美國(guó)亞利桑那州工廠生產(chǎn)，濕法加工超級(jí)電容器電極材料僅在韓國(guó)工廠生產(chǎn)。

17、公司已將部分電池和模塊組裝外包給中國(guó)廠商，包括 60 毫米直徑的大單體超級(jí)電容器（large cell ultracapacitors）的組裝工作、大型基于單體的多單體模塊（large cell-based multi-cell modules ） 、中型 D 型單體超級(jí)電容器（ mid-size D-cell ultracapacitor）以及 D 型基于單體的多單體模塊（D-cell-based multi-cell modules） 的組裝工作，并授權(quán)中國(guó)大陸、臺(tái)灣和韓國(guó)的制造商使用 Maxwell 專利電池架構(gòu)。圖 4：公司業(yè)務(wù)在全球的分布資料來源：Maxwell 官網(wǎng)，研究有序擴(kuò)張產(chǎn)

18、能保障盈利，2017 年綜合毛利率 22%。在過去幾年中，公司有序擴(kuò)張產(chǎn)能，提升公司內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)施，并整合機(jī)械化和自動(dòng)化技術(shù)和流程。2017 年公司擴(kuò)建韓國(guó)小型超級(jí)電容器工廠產(chǎn)能，2018 年公司預(yù)計(jì)資本支出在 1500 萬美元到 2500 萬美元之間， 其中 30%與改善現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和工廠擴(kuò)張，另外公司還與跨國(guó)計(jì)算機(jī)零部件制造商Belton Technology Group 及天津力神有合作制造關(guān)系，預(yù)計(jì)公司將有足夠的產(chǎn)能滿足日益增長(zhǎng)的超級(jí)電容器市場(chǎng)需求。2017 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 1.3 億美元，同比增長(zhǎng) 7.5%；實(shí)現(xiàn)毛利 2880 萬美元，綜合毛利率 22%。圖 5：Maxwell

19、近年業(yè)績(jī)情況（單位：百萬美元）圖 6：Maxwell 資本開支情況（單位：百萬美元）250200150100500201220132014201520162017110%1890%161470%1250%1030%810%6-10%42營(yíng)業(yè)收入毛利毛利率0201220132014201520162017 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 公告，研究資料來源：Maxwell 公告，研究剝離高壓電容器產(chǎn)品線，專注超級(jí)電容器與干電池電極技術(shù)研發(fā)。Maxwell 在瑞士Rossens 工廠生產(chǎn)高壓分級(jí)電容器、耦合電容器和電子電壓變壓器，目前是全

20、球唯一采用堆疊，組裝和自動(dòng)繞線工藝生產(chǎn)其產(chǎn)品的高壓電容器生產(chǎn)商。2018 年底 Maxwell 宣布將該瑞士高壓產(chǎn)品生產(chǎn)線出售給投資基金（Renaissance Investment Foundation），未來公司主營(yíng)將聚焦在儲(chǔ)能領(lǐng)域及干電池電極。2017 年 Maxwell 研發(fā)支出合計(jì) 1840 萬美元， 研發(fā)費(fèi)用率達(dá) 13.85%，公司在超級(jí)電容器方面主要研發(fā)重點(diǎn)是提高功率和能量密度，降低內(nèi)阻，延長(zhǎng)使用壽命，降低制造成本并增加與主機(jī)應(yīng)用的集成。 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明致力于干電池電極商業(yè)化 實(shí)現(xiàn)成本降低和性能提升Maxwell 致力于將專有的

21、超級(jí)電容器干法制造工藝拓展到鋰離子電池的生產(chǎn)。在一般的電池中，控制其性能的關(guān)鍵部件是電極。電池裝置由至少兩個(gè)電極組成（一個(gè)正電極以及與之配對(duì)的負(fù)電極），在電化學(xué)元件之間插入一個(gè)離子導(dǎo)電膜，并在封裝中填充電解質(zhì)。對(duì)于現(xiàn)有的濕電極涂層技術(shù)，由于有機(jī)溶劑的蒸發(fā)需要一套設(shè)備投資，烘干需要在 120 度下持續(xù) 12-24 小時(shí)耗費(fèi)大量的時(shí)間成本，同時(shí)有機(jī)溶劑自身的價(jià)格和對(duì)這種毒性物質(zhì)的防護(hù)與處理也占據(jù)一部分成本，因此用于濕法涂層電極生產(chǎn)的溶劑具有更高的系統(tǒng)成本；且它的厚度限制了電極的比能量，同時(shí)也限制了液態(tài)敏感電池材料的使用；另外，烘干很難將溶劑徹底去除，在后續(xù)電池的工作過程中這些溶劑雜質(zhì)會(huì)反應(yīng)出額外物

22、質(zhì)，進(jìn)而影響電池的整體性能，減小電池壽命。表 2：干電極工藝對(duì)電池生產(chǎn)的成本節(jié)省測(cè)算類別直接人工成本（小時(shí)/年）電池設(shè)計(jì)參數(shù) 1 資本設(shè)備（百萬元）廠房面積（平方米）直接人工成本（小時(shí)/年）電池設(shè)計(jì)參數(shù) 2 資本設(shè)備（百萬元）廠房面積（平方米）傳統(tǒng)工藝511871109.8512569595918139.115958干電極工藝44102194.2810918499600112.6113326成本節(jié)省21.60%14.20%13.10%16.20%19.00%16.50%資料來源：Nature，研究，文獻(xiàn)來自：Ludwig B , Zheng Z , Shou W , et al. Solven

23、t-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion BatteriesJ. Scientific Reports, 2016, 6:23150.干法電極作為一種無需溶劑的工藝技術(shù)，其成本更低且更加環(huán)保；用于干法工藝的制造設(shè)備投資不僅明顯少于濕法涂層技術(shù)，其能耗也低得多；另外干法工藝技術(shù)可以將高能量密度的液態(tài)敏感材料應(yīng)用于制造電極，并實(shí)現(xiàn)百分百的碳材料（活性碳粉）回收再利用。因此干法電極方法不僅可以顯著降低成本，包括直接成本、烘干設(shè)備成本和廠房占地成本， 還可以帶來的性能提升體現(xiàn)在更大的能量密度，更長(zhǎng)的使用壽命，高溫操作時(shí)的穩(wěn)定性和更高的充電/放

24、電速率。公司預(yù)計(jì)若將干電極法成功應(yīng)用于鋰電池生產(chǎn)，電池單體水平可超過 300Wh/kg，電池壽命可延長(zhǎng) 2 倍，與現(xiàn)有技術(shù)的濕電極相比成本可降低 10-20。圖 7：干電池電極有效提升鋰電池性能 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 公告，研究干法電極專利全球領(lǐng)先，公司繼續(xù)加大研發(fā)力度。目前 Maxwell 的專利布局已經(jīng)延伸到干法電極技術(shù)中，我們?cè)?Patsnap 檢索的干電極電池/電容器相關(guān)的專利中，Maxwell 公司控制的專利數(shù)量高達(dá) 34 項(xiàng)，遠(yuǎn)超出其他公司，其中在近十年內(nèi)申請(qǐng)的專利共計(jì) 6 項(xiàng)。Patsnap 給出了上述專利的專

25、利價(jià)值，基本高于類似干電極電池專利的專利價(jià)值，且被引用次數(shù)也遠(yuǎn)高出同類型的其他專利。從申請(qǐng)的類型來看，Maxwell 公司控制的干電極專利滲入到了電極、電極浸漬、粘接、封裝等各個(gè)方面。2018 年公司預(yù)計(jì)資本支出在 1500 萬美元到2500 萬美元之間，其中50%用于公司干電池電極技術(shù)的工藝開發(fā)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。圖 8：當(dāng)前干電池技術(shù)專利排名（單位：項(xiàng)）圖 9：Maxwell 干電池技術(shù)專利申請(qǐng)類型 資料來源：Patsnap，研究資料來源：Patsnap，研究戰(zhàn)略規(guī)劃干電池電極技術(shù)商業(yè)化，計(jì)劃 2022 年推出相關(guān)電動(dòng)汽車平臺(tái)。2016 年公司與全球領(lǐng)先的汽車 OEM 制造商、全球一級(jí)汽車供應(yīng)

26、商簽署了一項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，以概念驗(yàn)證為基礎(chǔ)，以中試規(guī)模驗(yàn)證干電池電極性能。該項(xiàng)目針對(duì)的是一個(gè)特定的電動(dòng)汽車平臺(tái)， 預(yù)計(jì)將于 2022 年左右發(fā)布。Maxwell 已經(jīng)在材料上完成了這一概念驗(yàn)證，目前正在與潛在的合作伙伴討論更廣泛的合作，以期加速突破干電池電極技術(shù)商業(yè)化瓶頸。公司計(jì)劃在本世紀(jì) 20 年代初，以低于每千瓦時(shí) 100 美元的成本實(shí)現(xiàn)350Wh/kg 的電池能量密度， 并進(jìn)一步加大投資以突破 500Wh/kg。圖 10：Maxwell 干電池電極發(fā)展規(guī)劃 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 公告，研究圖 11：干噴法（dry-sp

27、ray method）生產(chǎn)步驟資料來源：J. Power Sources，研究超級(jí)電容廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域 特斯拉全資收購開啟電動(dòng)汽車新征程目前 Maxwell 提供的超級(jí)電容器電池的電容范圍為 1 至 3,400 法拉，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于客車、軌道交通、新能源、工業(yè)機(jī)械、電子等各個(gè)領(lǐng)域。Maxwell 在汽車行業(yè)有著悠久的歷史，目前全球有超過 610 萬輛汽車在使用其超級(jí)電容器技術(shù)。公司于 2010 年向大陸集團(tuán)提供了啟停電壓穩(wěn)定系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元，此后又為標(biāo)致/雪鐵龍和通用汽車提供超級(jí)電容器，用于啟停應(yīng)用和自動(dòng)駕駛備用電源，公司還為蘭博基尼提供再生制動(dòng)儲(chǔ)能裝置。Maxwell 超級(jí)電容器還廣泛應(yīng)用于

28、卡車、火車、有軌電車、新能源客車等各種車型，另外基于 Maxwell 超級(jí)電容器技術(shù)的峰值功率子系統(tǒng)將被引入吉利五款微混及插電式混合動(dòng)力車型，該車型將于 2019 年底前投入量產(chǎn)，首先投放的市場(chǎng)為北美和歐洲。表 3：Maxwell 超級(jí)電容器主要應(yīng)用情況領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景Maxwell 超級(jí)電容器應(yīng)用情況啟停系統(tǒng)目前 Maxwell 超級(jí)電容器已經(jīng)被標(biāo)致雪鐵龍、蘭博基尼、凱迪拉克等超過十幾種車型的啟停單元所采用，全球有超過 250 萬輛汽車在使用其超級(jí)電容器用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟停在北美，有 7000 多輛中型和重型卡車依靠 Maxwell 超級(jí)電容器引擎啟動(dòng)模塊，Peterbilt交通領(lǐng)域卡車火車和有軌電車

29、公司推出的 579 型和 567 型卡車，以及 Kenworth 公司推出的 T680 和 T880 卡車，均配備 Maxwell 超級(jí)電容器發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊Maxwell 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)可應(yīng)用于軌道，如橋接電源和電網(wǎng)/電壓穩(wěn)定、制動(dòng)能量回收和輔助推進(jìn)和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。與電池技術(shù)相比，峰值電流、高占空比和頻繁的深放電和深充電的管理效率要高得多新能源客車Maxwell 為全球超過 43000 輛混動(dòng)客車有效降低油耗并減少排放，國(guó)內(nèi)鄭州宇通，金龍客車和海格客車等車企都在使用 Maxwell 超容產(chǎn)品2018 年 7 月 Maxwel 與吉利團(tuán)建立技術(shù)合作伙伴關(guān)系，基于 Maxwell 超級(jí)電容器技術(shù)新

30、能源乘用車的峰值功率子系統(tǒng)將被引入五款微混及插電式混合動(dòng)力車型。應(yīng)用這一新技術(shù)的車型將于 2019 年底前投入量產(chǎn)，首先投放的市場(chǎng)為北美和歐洲Maxwell 的電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以集成并安裝在可再生發(fā)電廠、變電站、配電饋線、輸電線路、“必須運(yùn)營(yíng)”的制造設(shè)施、商業(yè)和工業(yè)場(chǎng)所、微電網(wǎng)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的隔離微電網(wǎng)/小公用電網(wǎng)和微電網(wǎng)型設(shè)備中，以提供以下服務(wù)：1）太陽能和風(fēng)能平滑；2）提供電壓、頻率和功率穩(wěn)定化；3）提供快速頻率響應(yīng)（FFR）；4）提供周期為秒到分鐘的可控斜坡速率，直到發(fā)電機(jī)斜坡完成；5）混合存儲(chǔ)資產(chǎn)優(yōu)化和堆疊服務(wù)風(fēng)力發(fā)電Maxwell 全球超過 67,000 臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)提供可靠的儲(chǔ)能解決方

31、案。Maxwell 超級(jí)電容Maxwell 為起重機(jī)，跨運(yùn)車，堆垛機(jī)，叉車和其他土方和采礦設(shè)備設(shè)計(jì)了超級(jí)電容器儲(chǔ)能，除滿足重復(fù)的高功率需求外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不再需要峰值功率，還可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸以及節(jié)省大量燃料重型機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域電力領(lǐng)域器模塊被中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司的子公司北京華電天仁電力控制技術(shù)有限公司選為風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的主要核心元件，并成功通過系統(tǒng)調(diào)試，從而成為第一個(gè)應(yīng)用于中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)中的兆瓦級(jí)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng) HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明發(fā)電機(jī)Maxwell 超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊可為 3.5 兆瓦以下的關(guān)鍵備用發(fā)電機(jī)組提供可靠的突發(fā)啟動(dòng)功率資料來源：Max

32、well 官網(wǎng)，研究在電力領(lǐng)域方面，Maxwell 為全球超過 67,000 臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)提供可靠的儲(chǔ)能解決方案； Maxwell 的電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以集成并安裝在可再生發(fā)電廠、變電站、配電饋線、輸電線路、“必須運(yùn)營(yíng)”的制造設(shè)施、商業(yè)和工業(yè)場(chǎng)所、微電網(wǎng)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的隔離微電網(wǎng)/小型設(shè)備 中，以提供快速頻率響應(yīng)等多種服務(wù)。在工業(yè)領(lǐng)域，Maxwell 超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊可為 3.5 兆瓦以下的關(guān)鍵備用發(fā)電機(jī)組提供可靠的突發(fā)啟動(dòng)功率；Maxwell 還為起重機(jī)，跨運(yùn)車等重型機(jī)械設(shè)計(jì)了超級(jí)電容器儲(chǔ)能，除滿足重復(fù)的高功率需求外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不再需要峰值 功率，還可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸以及節(jié)省大量燃料。 HY

33、PERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明特斯拉將全資收購Maxwell，雙方有望在超級(jí)電容器和干電極技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)深度融合。2019 年 2 月特斯拉宣布將以 2.18 億美元收購 Maxwell 全部股權(quán)，較公告日前 Maxwell 的最新收盤價(jià)溢價(jià) 55%，該交易最快于 2019 年二季度完成。新能源汽車市場(chǎng)空間廣闊，此次收購有望開啟 Maxwell 在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的新篇章。特斯拉是全球領(lǐng)先的新能源汽車制造商，過去兩年特斯拉汽車幾乎占據(jù)了美國(guó)電動(dòng)汽車銷量增長(zhǎng)的全部份額。2018 年特斯拉 Model 3 車型全年銷量接近 14 萬輛，成為 2018 年美國(guó)最暢銷的豪華車

34、（包括 suv），新能源汽車市場(chǎng)需求正在被逐步驗(yàn)證。2018Q4 電動(dòng)汽車在美國(guó)的銷量歷史上首次超過混合動(dòng)力汽車，消費(fèi)者的購買已經(jīng)表明，電動(dòng)汽車正在成為首選。未來超級(jí)電容器和干電極技術(shù)有望應(yīng)用于特斯拉車型上，開啟 Maxwell 在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的新篇章。圖 12：2018 年美國(guó)豪華車銷量（單位：千輛）圖 13：2017-2018 年美國(guó)電動(dòng)汽車銷量（單位：千輛） 資料來源：Tesla 公告，研究資料來源：Tesla 公告，研究圖 14：新能源汽車產(chǎn)銷量及性能快速提升資料來源：Maxwell 公告，研究特斯拉收購具有風(fēng)向標(biāo)作用 超級(jí)電容有望再次迎來應(yīng)用熱潮我們認(rèn)為，特斯拉作為全球純電動(dòng)汽車龍頭

35、，長(zhǎng)期跟蹤全球最領(lǐng)先儲(chǔ)能技術(shù)，其收購全球超級(jí)電容龍頭 Maxwell 對(duì)全球儲(chǔ)能技術(shù)方向具有風(fēng)向標(biāo)作用，我國(guó)在新能源汽車發(fā)展早期曾有過一輪混動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用熱潮，但由于國(guó)家補(bǔ)貼向純電動(dòng)路線傾斜，超級(jí)電容應(yīng)用發(fā)展放緩。我們認(rèn)為隨著未來補(bǔ)貼的引導(dǎo)性影響逐漸減小，以及國(guó)內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步與成本降低，超級(jí)電容憑借其的倍率與循環(huán)性能有望再次迎來應(yīng)用熱潮。表 4：2018 年新能源客車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)-純電動(dòng)單車補(bǔ)貼上限顯著高于插電式混合動(dòng)力汽車非快充類純電動(dòng)客車1200系統(tǒng)能量密度（Wh/kg）115135（含）15.5135 以上1.112188LL10m 10m610kW/kg），超級(jí)電容器可以在幾秒到數(shù)分鐘內(nèi)快

36、速充電，也可瞬間提供高電流，且能量轉(zhuǎn)換效率高，循環(huán)過程能量損失小，循環(huán)效率90%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)電池；另外，超級(jí) 電容器低溫特性好，溫度范圍寬-40+70，充放電過程中發(fā)生的電荷轉(zhuǎn)移大部分都在 電極活性物質(zhì)表面進(jìn)行，所以容量隨溫度衰減非常小，而電池在低溫下容量衰減幅度卻可高達(dá) 70%。缺點(diǎn)：受限于電極材料等因素，超級(jí)電容器能量密度低、整體成本高。當(dāng)前超級(jí)電容器能量密度一般為 1-10Wh/kg，不到鋰電池的 1/10。現(xiàn)在用于超級(jí)電容器的正極材料主要是高比表面積活性炭材料，但它的成本占到產(chǎn)品總成本的近 40-50%，是導(dǎo)致超級(jí)電容器的生產(chǎn)成本較高的主要原因，在一定程度上限制了超級(jí)電容器的推廣應(yīng)用

37、，而鋰離子電池正極材料已較為成熟，因此成本較低。圖 17：超級(jí)電容與電池能量密度與功率密度對(duì)比圖 18：超級(jí)電容與電池技術(shù)性能對(duì)比 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Nanalyze，研究資料來源：newMaker，研究技術(shù)參數(shù)鉛蓄電池鋰離子電池超級(jí)電容鉛酸電池鉛炭電池磷酸鐵鋰鈦酸鋰三元超級(jí)電容能量密度（Wh/kg）25-5025-50120-15080-110180-2405-10表 5：儲(chǔ)能技術(shù)性能參數(shù)對(duì)比功率密度（W/kg)95%90-95%90%服役年限55-108-12158-1215循環(huán)次數(shù)500-15003700-42003000-500

38、010000-150004000-5000百萬次啟動(dòng)時(shí)間1s1s1s1sms 級(jí)1s響應(yīng)速度10ms10ms10ms10msms 級(jí)ms 級(jí)自放電率1%/月1%/月1.5%/月2%/月2%/月10%/月能量成本（￥/kWh）500-10009600-120001600-25005000-60002000-25009500-13500功率成本（￥/kW）500-10001200-15003200-58009000-100004000-5000400-500度電成本（￥/kWh）0.5-1.00.5-0.70.7-1.00.7-1.00.7-1.0 使用溫度-40-60-40-60-20-55-2

39、0-55-20-55-40-70安全性優(yōu)優(yōu)中中中優(yōu)環(huán)保中中中中中良資料來源：儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)，研究電極制備能力是超級(jí)電容器制造商的核心競(jìng)爭(zhēng)力超級(jí)電容原材料主要包括正極、負(fù)極、電解液，其中電極制備技術(shù)將是超級(jí)電容的核心能力，是產(chǎn)業(yè)鏈中難度最高的環(huán)節(jié)，目前來看電極成本占到整體電容器材料成本的40-50%。正極：電極材料是影響超級(jí)電容器性能的核心因素，決定其功率和能量密度。根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理不同電容器可分為雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容。其中雙電層電容主要是以碳材料作為電極材料，而法拉第準(zhǔn)電容則主要以金屬氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料作為電極材料。由碳電極和電解液界面上電荷分離產(chǎn)生的雙電層電容。碳是最早被用來制造超級(jí)電

40、容器的電極材料。碳電極電容器主要是利用儲(chǔ)存在電極與電解液界面的雙電層能量，其比表面積是決定電容器容量的重要因素。盡管高比表面的碳材料比表面積越大，容量也越大， 但實(shí)際利用率并不高，因?yàn)槎嗫滋疾牧现锌讖揭话阋?2nm 及以上的空間才能形成雙電層， 從而進(jìn)行有效的能量?jī)?chǔ)存，而制備的碳材料往往存在微孔(孔徑小于 2nm)不足的情況。所以這個(gè)系列主要是向著提高有效比表面積和可控微孔孔徑(孔徑大于 2nm)的方向發(fā)展。目前最常見的電極材料為多孔碳材料，這些碳材料包括活性炭、碳納米管、模板碳和石墨烯等。其中，活性炭因具有原料廣泛、價(jià)格低廉、比表面積大、孔隙豐富等特點(diǎn)，是目前唯一得到商業(yè)化應(yīng)用的電極材料。

41、HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明采用金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔镒鳛殡姌O，在電極表面和體相發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生可逆化學(xué)吸附的法拉第電容（又稱贗電容）。以 RuO2 為例，對(duì)于表面，贗電容反應(yīng)通過質(zhì)子在 RuO2 表面快速吸附/脫附發(fā)生；對(duì)于體面，贗電容反應(yīng)通過質(zhì)子在 RuO2 體面中的快速嵌入/脫出發(fā)生。由于贗電容反應(yīng)不局限在電極活性材料表面，因此其電容量遠(yuǎn)大 于活性炭材料的雙電層電容（10-100 倍），但雙電層電容器瞬間大電流放電的功率特性比法拉第電容器好。目前導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物等作為電極材料還處于探索之中，停留在實(shí)驗(yàn)室階段。電極材料可從三條技術(shù)路徑進(jìn)行優(yōu)

42、化：1）基于碳電極的優(yōu)化主要沿著改善碳結(jié)構(gòu)，增大比表面積的方向進(jìn)行，石墨烯和碳納米管都有可能成為技術(shù)的突破點(diǎn)；2）通過與贗電容材料復(fù)合開發(fā)碳基復(fù)合材料；3）將鋰離子電池正極材料與活性炭材料的混合物作為正極， 形成鋰離子超級(jí)電容器。應(yīng)用石墨烯改善電極碳結(jié)構(gòu)。石墨烯被認(rèn)為是高電壓、高容量、高功率超級(jí)電容器電極材料的選擇之一。2011 年，Ruoff 教授利用 KOH 化學(xué)活化對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾重構(gòu)，形成具有連續(xù)三維孔結(jié)構(gòu)的活性石墨烯。它富含大量的微孔和中孔，比表面積達(dá)到 3100/g，遠(yuǎn)高于石墨烯理論比表面積（2630 /g）。在有機(jī)電解液中其比容量達(dá) 200F/g（工作電壓 3.5V，電流密度

43、 0.7A/g），基于整體器件的能量超過 20Wh/kg，是目前活性炭基超級(jí)電容器能量密度的 4 倍。2015 年中國(guó)中車株機(jī)公司自主研制的新一代大功率石墨烯超級(jí)電容問世，3 伏/12000 法拉超級(jí)電容適合用于有軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可達(dá)6 公里，2.8 伏/30000 法拉超級(jí)電容適合用于無軌電車主驅(qū)動(dòng)，單次充電行駛里程可從目前的 46 公里提高到 810 公里。目前石墨烯電容器能量密度與鋰離子電池還有一定的差距，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看前者更有發(fā)展空間。圖 19：石墨烯超級(jí)電容新結(jié)構(gòu)資料來源：Nano Lett，研究通過與贗電容材料復(fù)合開發(fā)碳基復(fù)合材料也是獲得高比容量電極材料的有效途徑。在復(fù)合

44、材料中，碳材料不僅作為活性材料提供雙電層電容，還為贗電容材料提供機(jī)械支撐和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到長(zhǎng)壽命和高倍率的目的。因此復(fù)合材料的開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)在不犧牲超級(jí)電容器高功率特性的前提下，最大限度提高其能量密度，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)高性能、低成本、性能穩(wěn)定移動(dòng)電源技術(shù)的需求。 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明表 6：不同種類碳材料及碳基復(fù)合材料的超級(jí)電容性能對(duì)比含水電解質(zhì)有機(jī)電解質(zhì)材料比表面積（m2/g）密度（g/cm3）F/gF/cmF/gF/cm碳材料commercial activated carbons(ACs)1000-35000.4-0.72008010050par

45、ticulate carbon form SiC/TiC1000-20000.5-0.7170-220120100-12070functionalized porous carbons300-22000.5-0.9150-300180100-15090carbon nanotubes(CNTs)150-5000.650-100606030template porous carbons(TC)500-30000.5-1120-35020060-140100activated carbon fibers(ACF)1000-30000.3-0.8120-37015080-200120carbon c

46、loth25000.4100-20040-8060-10024-40carbon aerogels400-10000.5-0.7100-125808040碳基復(fù)合材料TC-RuO2 composites6001630630CNT-MnO2 composites2341.5199300AC-polyaniline composite1000300資料來源：知網(wǎng)，研究鋰離子超級(jí)電容器結(jié)合鋰電池與超級(jí)電容優(yōu)勢(shì)。將鋰離子電池正極材料與活性炭材料的混合物作為正極，石墨材料作為負(fù)極，鋰鹽作為電解質(zhì)，形成的是一種新型的準(zhǔn)電化學(xué)電容器，即一個(gè)電極為雙電層電極，而另一個(gè)電極是發(fā)生氧化還原的電極，構(gòu)成了不對(duì)稱的超

47、級(jí)電容器。它的功率特性完全取決于 Li+在正極材料中的電化學(xué)行為，大大提高了電容器的比能量。另外充電時(shí) Li+從正極材料中脫出，回到本體電解液中，彌補(bǔ)了雙電層導(dǎo)致的本體電解液的貧乏，從而降低了超級(jí)電容器的內(nèi)阻。這種實(shí)現(xiàn)方式不僅僅是簡(jiǎn)單疊加，而且是結(jié)構(gòu)和性能的交叉與提升，同時(shí)成本也較低，可以作為一種超級(jí)電容電池項(xiàng)目來開發(fā)。江海股份公司在收購日本 ACT 公司之后，建立碳鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備，其鋰離子超級(jí)電容器的技術(shù)性能達(dá)已到國(guó)際先進(jìn)水平。負(fù)極：超級(jí)電容器負(fù)極材料主要是炭材料，商業(yè)化使用的負(fù)極炭材料主要是石墨。國(guó)內(nèi)各廠家技術(shù)的差異不大，主要是材料性能的差異。電解質(zhì)：電解質(zhì)在正負(fù)極之間起著輸送和傳導(dǎo)

48、電流的作用，影響著器件的充放電特性、能量密度、安全性、循環(huán)性能、倍率充放電性能、高低溫性能、儲(chǔ)存性能和成本。根據(jù)其工作特點(diǎn)，要求電解液電導(dǎo)率高、雜質(zhì)低、分解電壓高、腐蝕性低、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性能好、功能性強(qiáng)、低污染及低成本等特性。目前，超級(jí)電容器的電解液主要有水系（即無機(jī)電解質(zhì)）和非水系（即有機(jī)電解質(zhì)）兩種。電解質(zhì)為水系的超級(jí)電容器單體電壓不超過 1.6V，而非水系的超級(jí)電容器單體電壓不超過 3V。水系電解質(zhì)主要有 30% 硫酸水溶液、30%氫氧化鉀水溶液，而使用較多的有機(jī)電解液是丙烯碳酸脂或高氯酸四乙氨、六氟磷酸鋰與有機(jī)溶劑的混合液等。表 7：有機(jī)電解液 vs 水系電解液指標(biāo)有機(jī)

49、系超級(jí)電容器水系超級(jí)電容器材料多孔碳材料金屬氧化物 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明化學(xué)反應(yīng)不是電壓接近 3V與金屬氧化物有關(guān)，2V功率較高較低電流較大較小儲(chǔ)能原理靜電感應(yīng)電流工作溫度-40-70-10以下性能大大降低壽命100 萬次20 萬次資料來源：知網(wǎng)，研究超級(jí)電容器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 市場(chǎng)空間廣闊廣泛應(yīng)用于交通、電力、電子設(shè)備、軍事及工業(yè)領(lǐng)域在交通領(lǐng)域方面，超級(jí)電容器廣泛應(yīng)用于汽車、卡車、軌道交通、新能源客車及乘用車等交通行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，為其提供制動(dòng)能量回收、啟停系統(tǒng)、動(dòng)力輔助、短時(shí)后備電源和峰值功率輔助等服務(wù)。汽車與卡車：以啟停系統(tǒng)為例，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多次啟停，

50、會(huì)大大縮短啟停系統(tǒng)的電池 壽命。如果配備一個(gè)小型的超級(jí)電容用以消除電池自身的功耗，可以減緩電池的衰老，同時(shí)有利于車輛節(jié)省油耗，減少排放。目前超級(jí)電容主要和電池相配合形成智能啟?？刂葡到y(tǒng)。超級(jí)電容器在智能啟?？刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用原理主要是：減速或短停車時(shí)，將制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在電容器里；前進(jìn)或加速時(shí)，電容器則將電能瞬間輸出給智能啟?？刂葡到y(tǒng)中的電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。目前 Maxwell 超級(jí)電容器已經(jīng)被標(biāo)致雪鐵龍、蘭博基尼、凱迪拉克等超過十幾種車型的啟停單元所采用，全球有超過 250 萬輛汽車在使用其超級(jí)電容器用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟停；另外已經(jīng)有超過 7000 輛使用 Maxwel

51、l 超級(jí)電容器發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊的重型和中型卡車在北美的道路上行駛，Peterbilt 公司推出的 579 型和 567 型卡車，以及 Kenworth 公司推出的T680和 T880 卡車，均配備 Maxwell 超級(jí)電容器發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模塊。美國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) NavigantResearch 預(yù)計(jì)，到 2022 年，全球啟停系統(tǒng)在新車中的滲透率可達(dá)到 54.3%。即使只有一部分啟停系統(tǒng)采用超級(jí)電容器，也會(huì)為超級(jí)電容器行業(yè)帶來巨大的潛在機(jī)遇。圖 20：超級(jí)電容器提升汽車啟停系統(tǒng)圖 21：基于超級(jí)電容器的混合系統(tǒng)工作原理 HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Ma

52、xwell 官網(wǎng)，研究資料來源：Maxwell 官網(wǎng)，研究軌道交通：在城市軌道系統(tǒng)中采用的超級(jí)電容主要有兩種工作模式：一種是作為能量?jī)?chǔ)存器，它吸收了車輛制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量，直到后面有車輛處于加速狀態(tài)時(shí)才將能 量釋放到供電系統(tǒng)中；一種是作為穩(wěn)壓器，它總是保持在高容量的狀態(tài)，當(dāng)供電系統(tǒng)的電 壓低于規(guī)定值時(shí)才開始放電。傳統(tǒng)鋰離子電池的電動(dòng)汽車充電動(dòng)輒數(shù)個(gè)小時(shí)，而采用超級(jí) 電容技術(shù)的儲(chǔ)能式電力牽引輕軌車輛利用乘客上下車的時(shí)間，在站臺(tái) 30 秒內(nèi)快速完成充電，一次充電后能連續(xù)行駛 2 公里，到達(dá)下一站臺(tái)再行充電，周而復(fù)始，為車輛運(yùn)營(yíng)帶來極大便利。2012 年世界第一列超級(jí)電容輕軌列車在湖南省株洲市下線

53、。這種新型電力機(jī)車采用超級(jí)電容模組，不再需要沿途架設(shè)高壓線，停站 30 秒鐘就能快速充滿電。美國(guó)費(fèi)城地區(qū)的鐵路制動(dòng)能量回收項(xiàng)目中，鋰電池和超級(jí)電容器組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅回收制動(dòng)時(shí)的能量用于列車加速，而且還可將多余的儲(chǔ)存能量供給所在區(qū)域的電力運(yùn)營(yíng)商，用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率。這不僅提高了供電質(zhì)量，為鐵路運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造額外的收入。另外，中國(guó)中車株機(jī)公司研制的 9500 法拉、7500 法拉等多款超級(jí)電容已大量運(yùn)用于廣州、武漢、淮安的有軌電車和寧波市 196 路無軌電車上。圖 22：CAF 選擇 Maxwell 超級(jí)電容器用于無架線圖 23：Maxwell 超級(jí)電容器儲(chǔ)能方案助美國(guó)費(fèi)城地鐵路組件鐵節(jié)能供電 H

54、YPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明資料來源：Maxwell 官網(wǎng)，研究資料來源：Maxwell 官網(wǎng)，研究新能源汽車：混合動(dòng)力客車、超級(jí)電容公交車、新能源乘用車混合動(dòng)力客車推進(jìn)系統(tǒng)一般由并行混合動(dòng)力系統(tǒng)或串行混合動(dòng)力系統(tǒng)組成。在并行混合動(dòng)力客車中，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)分別與變速器相連。此時(shí)電動(dòng)機(jī)只負(fù)責(zé)在啟停時(shí)提供動(dòng)力， 而當(dāng)車輛在較高速行駛時(shí)則由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。在加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)均為變速器提供動(dòng)力。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)吸收車輛在制動(dòng)時(shí)損失的能量，用于為電氣系統(tǒng)充電。這種情況下電氣系統(tǒng)由一整套超級(jí)電容器模塊組成，負(fù)責(zé)在加速階段放電，在制動(dòng)階段充電。與此類似，在串行混合動(dòng)力客

55、車中也采用由一整套超級(jí)電容器模塊組成的電氣系統(tǒng)。但在這種配置下，客車只使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而內(nèi)燃機(jī)則用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。電氣系統(tǒng)既可由該發(fā)電機(jī)充電，又能用制動(dòng)能量回收系統(tǒng)充電。鄭州宇通、廈門金龍和南車時(shí)代等車企均生產(chǎn)配備超級(jí)電容的混合動(dòng)力客車。表 8：中國(guó)部分新能源客車企業(yè)采用超級(jí)電容儲(chǔ)能情況序號(hào)企業(yè)名稱類型儲(chǔ)能單元1南車時(shí)代HEV油+超級(jí)電容2廈門金旅HEV油+超級(jí)電容3金龍客車HEV油+超級(jí)電容4鄭州宇通HEV油+超級(jí)電容5蘇州金龍HEV油+超級(jí)電容6黃?？蛙嘓EV油+超級(jí)電容7中大客車HEV油+超級(jí)電容8申沃客車PHEV超級(jí)電容9五洲龍HEV超級(jí)電容油+鉛酸電池+超級(jí)電容10常隆客車PHEV鋰離

56、子電池+超級(jí)電容11安凱客車PHEV磷酸鐵鋰電池+超級(jí)電容資料來源：節(jié)能與新能源汽車網(wǎng)，研究超級(jí)電容公交車是以超級(jí)電容為動(dòng)力電源的新型節(jié)能環(huán)保的城市無軌、無線純電動(dòng)快充公交客車。2006 年 8 月，上海 11 路超級(jí)電容公交車上線投入運(yùn)營(yíng)，是世界上首條實(shí)現(xiàn)快速充電技術(shù)商業(yè)化的公交線路 ，其核心技術(shù)超級(jí)電容快充技術(shù)完全由中國(guó)研發(fā)。據(jù)上海巴士集團(tuán)測(cè)算，一輛 12 米純電動(dòng)客車大約需要負(fù)重 3.4 噸鋰電池，整備質(zhì)量約 16 噸-19噸，座位為 29 個(gè)，限客 49 人，一次充電 4-6 小時(shí)只能續(xù)航 120 公里左右；而一輛同類型超級(jí)電容客車大約需要負(fù)重 0.9 噸超級(jí)電容，整備質(zhì)量約 12 噸

57、-18 噸,12M，座位 33 個(gè)，能達(dá)到限客 80 人，而且一次充電 6-8 分鐘，續(xù)航里程為 20 公里左右。近年我國(guó)超級(jí)電容城市電動(dòng)公交客車已陸續(xù)出口到以色列、保加利亞等歐洲國(guó)家。除新能源客車外，新能源乘用車未來也有望大規(guī)模配備超級(jí)電容器。2018 日內(nèi)瓦車展上，蘭博基尼與美國(guó)麻省理工學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的 Terzo Millennio 首次亮相，這款概念車將車身的碳纖維結(jié)構(gòu)作為一個(gè)超級(jí)電容，將納米電容擴(kuò)散到 CFK 材質(zhì)的板材上，以便在蓄積電能的同時(shí)也能組成車輛的車身和結(jié)構(gòu)，直接將車身變成電池組。該款概念車將于 2019 年發(fā)布，但不會(huì)投入量產(chǎn)，2020 年上市的首款混合動(dòng)力蘭博基尼，則已經(jīng)

58、確定會(huì)采用超級(jí) HYPERLINK / 請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項(xiàng)信息披露與聲明電容作為電機(jī)的能量源泉。2018 年 7 月 Maxwel 與吉利建立技術(shù)合作伙伴關(guān)系，基于Maxwell 超級(jí)電容器技術(shù)的峰值功率子系統(tǒng)將被引入五款微混及插電式混合動(dòng)力車型。應(yīng)用這一新技術(shù)的車型將于 2019 年底前投入量產(chǎn)，首先投放的市場(chǎng)為北美和歐洲。圖 24：上海 11 路超級(jí)電容公交車圖 25：蘭博基尼 Terzo Millennio 概念車資料來源：上海市人民政府網(wǎng)，研究資料來源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，研究在電力領(lǐng)域，超級(jí)電容器主要作為 FTU 后備電源，或在微電網(wǎng)及公用電網(wǎng)內(nèi)提供電壓、頻率和功率穩(wěn)定化服務(wù)，以

59、及在風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域用于為變槳系統(tǒng)提供動(dòng)力、平抑短期功率波動(dòng)等服務(wù)。FTU 后備電源：線路有電時(shí)，DC/DC 電源模塊為 FTU 提供工作電源。當(dāng)線路失電時(shí)，超級(jí)電容作為 FTU 的后備電源，同時(shí)也為開關(guān)設(shè)備的電動(dòng)分閘機(jī)構(gòu)提供分閘電源。微電網(wǎng)及公用電網(wǎng)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)：用于調(diào)整微電網(wǎng)功率，以及提供微電網(wǎng)功率 支撐。超級(jí)電容可以在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存電源的多余電能，而在負(fù)荷高峰時(shí)回饋給微電網(wǎng)以調(diào)整功率需求。針對(duì)系統(tǒng)故障引發(fā)的瞬時(shí)停電，電壓驟升驟降等問題，利用超級(jí)電容提供快速功率緩沖，穩(wěn)定、平滑電網(wǎng)電壓波動(dòng)。風(fēng)力或太陽能發(fā)電構(gòu)建的微電網(wǎng)非常需要超級(jí)電容作為穩(wěn)定系統(tǒng)。除微電網(wǎng)外，目前 Maxwell 超級(jí)電容

60、器也應(yīng)用于公用電網(wǎng)，以提供電壓、頻率和功率穩(wěn)定化。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域用于為變槳系統(tǒng)提供動(dòng)力：風(fēng)力發(fā)電變槳用超級(jí)電容器的基本工作原理為，平時(shí)由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能輸入充電機(jī)，充電機(jī)為超級(jí)電容器充電。當(dāng)需要為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳時(shí)，超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，驅(qū)動(dòng)變槳系統(tǒng)工作。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的投資加大將有望帶動(dòng)超級(jí)電容發(fā)展。目前風(fēng)力發(fā)電主要的儲(chǔ)能系統(tǒng)有蓄電池和超級(jí)電容器兩種方案。蓄電池方案的不足體現(xiàn)在充放電特性不好，充電時(shí)間長(zhǎng)，充電、放電電流不能太大；維護(hù)成本大，低溫特性不好，循環(huán)壽命短，可靠性不強(qiáng)。超級(jí)電容器方案具有高效率、大電流放電、寬電壓范圍、寬溫度范圍、長(zhǎng)循環(huán)壽命、免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此極為適合在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組這樣