随着电动车、AI 服务器与再生能源等高耗能产业大爆发,传统锂电池储能以无法满足「瞬间高功率」与「稳定供电」的需求,而超级电容 (EDLC) 就成了关键角色。而在 2025 年,超级电容不但引来辉达 (NVIDIA) 等科技巨头的高度关注,甚至被市场研究公司 DataIntelo 预估在 2032 年市场规模将会来到 73 亿美元。
为什么超级电容这么重要
超级电容 (EDLC) 是靠「物理吸附」在电极表面储能,不像锂电池依赖化学反应,因此具备以下特色:
- 充电时间以秒计算:例如 3000F 容量的 EDLC 模组可在 10 秒内充饱 80% 能量,依照电流与设计不同而异。
- 可瞬间放出大电流:能在数毫秒内释放数百安培电流,适用于瞬间启动、电压稳压等情境。
- 充放寿命超过 50 万次以上:寿命是锂电池的 100~500 倍。
- 工作温度范围 -40°C 至 85°C,比锂电池更耐极端环境。
EDLC 示意图
材料创新:新一代电容体质升级
UCLA 打造塑胶基底超级电容:研究团队用石墨烯+导电高分子 (PEDOT) 做出具备 70,000 次以上寿命的超级电容,能量密度达 20 Wh/kg,媲美低阶锂电池。
欧洲团队开发可自愈材料:透过超分子水凝胶结构,就算经过上万次高频循环,容量衰减仍不到 3%,寿命与稳定性创新高。
辉达也靠它撑 AI:供电不稳,GPU 就会当
以辉达 GB200/B100 等服务器机架为例:
- 单台功耗可达 10~20kW。
- 若电压在 10 毫秒内闪落一下,就可能导致 GPU 当机。
为此,辉达与台达电合作推出整合锂离子电容 (LIC) 的电力模组「Power Capacitance Shelf」,能提供约 1~2 秒的瞬间备援电力,足以让备援系统切换接手。
图为辉达 GB200/B100 服务器内的 EDLC 示意图,来源为台股产业研究室
应用全面扩张:从服务器到汽车
AI 机房备援系统:台达电展示的电容模组专为 AI 机房设计,应对 AI 算力暴增后的高电流需求,未来将大量导入于云端资料中心。
车用系统电容上车:美国电池大厂 Clarios 与车厂合作推出12V/48V 系统超级电容,帮助车辆启停系统与刹车回充更稳定,尤其适合电动车与油电混合车。
美国电池大厂 Clarios 于 5/7 所推出的超级电容
市场趋势:规模暴增,产能跟不上
年均增长率近 13%:根据市场研究公司 DataIntelo 报告,2023 年全球超级电容市场为 24 亿美元,2032 年预估突破 73 亿美元,成长近三倍。
供应链压力已影响辉达设计:据报道,GB300 系统原预计标配 LIC 模组,但因供应链产能不足,改为「高阶选配」。
科技巨头抢进场:从特斯拉到西门子全都来
超级电容 EDLC 或为下一代能源技术的「稳压心脏」。总结来看,超级电容不是锂电池的替代品,而是电力系统的即时替补战力。AI、电动车、资料中心都不仅需要「储能」,更需要能够瞬间输出的「能量缓冲」,这正是 EDLC 的战场。而未来谁能解决超级电容:
- 单价
- 体积
- 产能瓶颈
谁就有机会主导这场高功率储能的产业革命。
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