超级电容器是一种功率型的储能器件，通过电极材料与电解液界面形成双电层，或电

极表面快速的氧化还原反应来储存电能。与普通电容器相比，相同重量下电能储存量和

放电时间要大出成百上千倍，而功率只有普通电容器的1/10左右。电动汽车电池领域被

投下了一颗“深水炸弹”？近日，特斯拉透露其自主研发的新电池有可能是“无钴电池”

，即“干电池技术+超级电容”组合，具体成分预计会在4月电池会议上进行说明。这迅

速点燃了市场对电动汽车新一轮能源革命的热情。伴随着新能源技术的突飞猛进，锂电

池、燃料电池等相关产品技术备受关注，而同样作为储能装置的超级电容器在电动汽车

上还鲜少被关注。事实上，超级电容器在风光储、家庭储能、地铁能量回收等多种储能

领域都可应用，而在电动汽车领域，业界寄望它可以改变充电时间长的难题——充电往

往只需要数秒。

那么，超级电容到底是什么“黑科技”，它真的适合用在电动汽车领域吗？花城最美

三月天，广州有轨电车在花丛中穿行。仔细观察，有轨电车头顶上没有如“蜘蛛网”般

的电线，只有脚底两条细轨“镶嵌”在草皮上。2014年底，广州有轨电车建成通车，其

采用了单体容量达7000法拉的超级电容器组储能，和普通有轨电车相比，最大的特点是

在行进中不用外部供电，利用停靠站台上落客时间完成充电，充电时间仅需25秒。就在

你上下车的一瞬间，电车就已经满电蓄势待发。

华南师范大学化学学院新能源系主任、广东省新能源材料与器件专业实验教学示范中心

主任舒东介绍，超级电容器主要通过双电层或赝电容原理储存电荷，前者是基于离子在多

孔材料表面的吸脱附，后者主要是表面快速的氧化还原反应，因为反应通常发生在表面，

因此超级电容器和电池相比储存电荷较少，能量密度不高，也正是因为反应发生在表面，

电荷储存速度非常快，超级电容器具有很高的功率密度。

“打个比方，湿毛巾中的水，通过擦拭的办法可以快速取出少量表面吸附水，这相当于双

电层电容；通过挤压和拧干的方式可取出毛巾中更多的水，这相当于赝电容。”他说，水就

类似于电荷，擦拭的过程就相当于接触放电，如果要更多的电荷，就需要更大力气挤压。

相比之下，以往的储能设备是由电能转变成化学能，再由化学能转变成电能，两次转变

能量有损失，超级电容器直接充电，再直接放电，其过程中并不发生化学反应。同时，由于

这种储能过程是可逆的，超级电容器可以反复充放电数十万次，由于能量形式没有转变，损

失也很小，充放电效率更高。

阻燃环氧树脂在薄膜电容器中的应用

随着技术水平的发展，电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短，而薄膜

电容器凭借其良好的电工性能和高可靠性，成为推动上述行业更新换代不可或缺的电子

元件。未来几年随着数字化、信息化、网络化建设进一步发展和国家在电网建设、电气

化铁路建设、节能照明、混合动力汽车等方面的加大投入以及消费类电子产品的升级，

薄膜电容器的市场需求将进一步呈现快速增长的趋势。同时对薄膜电容器不但提出了更

高的质量要求，而且也为它制定了更严格的安全技术规范，不仅要求它具有耐高湿热和

高强度等技术特性，而且还必须具有良好的阻燃性。这实际上就是要作为薄膜电容器保

护层的环氧树脂包封胶必须适应这些更苛刻的条件。

薄膜电容器

什么是环氧树脂

环氧树脂(EP)是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，活泼的

环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。之所以引起人们的重视，是由于

环氧树脂及其固化物是热固性树脂中综合性能最好的：

（1）它有优良的物理机械性能、电绝缘性，固化收缩率小；

（2）稳定性好，固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环，三维交联结构致密又封闭，因

此它耐酸、耐碱及多种介质；

（3）粘结强度高，尤其是环氧基团能与固化剂作用交联生成大分子，具有很强的内聚力；

（4）原料容易取得，制造技术并不复杂，设备也比较简单且工艺性好；

（5）使用方便，能作为涂料，电气绝缘材料，胶粘剂浇注料，灌封料，包封料及玻璃钢

等，用途十分广泛，在国民经济各领域中起着不可缺少的重要作用。

通用型环氧树脂结构示意图

但是普通型环氧树脂的极限氧指数仅为19.8%左右，其易燃性及离火后的持续自燃容易引

发火灾，作为电子电器领域的基础材料使用时，难以满足实际的阻燃要求，必须进行阻燃

处理。

环氧树脂的阻燃改性

环氧树脂达到阻燃有两种方法，一般可分为“复合型”和“结构型”两种。

2.1、复合型阻燃环氧树脂

复合型阻燃环氧树脂是指在环氧树脂中加入各种不参与固化反应的阻燃添加剂，从而使材

料具有阻燃性能，具有工艺简便、成本低廉、原料来源较为广泛和操作方便等特点。目前

使用的添加型阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。常用的无机阻燃剂有氢氧化铝、氢

氧化镁、膨化物、三氧化二锑、红磷等。有机阻燃剂包括有机卤系（如氯化石蜡、四溴双

酚A、十溴二苯醚等）和有机磷系阻燃剂（如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三（氯乙基）

磷酸酯等）。

（1）无机阻燃剂

颇具代表性的金属基氢氧化物，性能稳定，价廉低毒，具有阻燃和抑烟作用，是环氧树脂

的常用阻燃剂，但其用量必须较大，如加入质量分数44.2%的氢氧化铝时，阻燃环氧树脂

的氧指数可达28.2%。红磷和氢氧化铝复配使用时能提高环氧树脂的阻燃效果，同时大幅

降低氢氧化铝的用量。

（2）有机卤系

有机卤系阻燃剂是应用十分普遍的一种阻燃剂，其添加量相对比较少，且阻燃效率较高，

尤其是溴系阻燃剂。但溴系阻燃剂存在的严重缺点是使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低

，且其对人类健康和环境存在着严重的威胁，故在使用中将逐步被其他低毒、无公害的无

机阻燃剂和有机磷系阻燃剂所取代。

（3）有机磷系

有机磷系阻燃剂是近年来发展较快的一种高性能阻燃剂，兼具阻燃和增塑的功能，拥有较

低的毒副作用及较好的阻燃效果，应用较为广泛，是今后主要发展的非卤新型阻燃剂。

2.2 结构型阻燃环氧树脂

由于大比例添加型阻燃剂的使用一方面会影响材料的机械性能，另一方面在固化和使用过

程中，阻燃剂的迁移会导致阻燃效果逐渐降低，呈现不稳定的阻燃状态。为此，考虑将具

有阻燃功效的反应性单体或固化剂作为制备环氧树脂的原理，将阻燃元素导入环氧树脂的

分子结构，使最终的环氧树脂具有长效、稳定的阻燃性能，且可以保持树脂原有的热力学

性能，如玻璃化转变温度，力学机械性能等。分子结构中带有一定数量的卤素、硅或磷元

素的功能单体都可以考虑作为反应单体和固化剂。

（1）阻燃功能单体原料

这类有阻燃功能单体合成的结构型阻燃环氧树脂，由于分子结构中含有大量的卤素、硅、

磷等阻燃元素，因而这类环氧树脂的阻燃性能极好。如以四溴双酚A替代普通双酚A作为

环氧树脂的反应原料，制备出高分子量的溴化环氧树脂，具有稳定性好、阻燃性能高的

特性。

（2）阻燃固化剂

将卤、硅、磷元素等具有阻燃功能的元素引入普通固化剂的分子结构中，如二氯代顺酐、

四溴苯酐、含磷胺类、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等，或者通过分子设计直接合成具

有阻燃功能的新型固化剂都是值得关注的研究方向。

从电解到薄膜电容器应用领域未来在哪

此前，铝电解电容曾是世界上最流行的电容器，没有之一。

无论是在电子电气领域，还是在驱动系统的变频器，作为平滑用电容器

来说，它的大容量和性价比长期以来无人能敌。

但随着应用需求的发展和深入，人们发现电解电容有一些硬伤，比如电

压问题、使用寿命等等。而薄膜电容就此进入行业的视野当中。

相对于铝电解电容来说，薄膜电容耐压更高，且ESR（等效串联电阻）

低、无极性、性能更加稳定，且寿命更长。

薄膜电容的性能特征：

1,对温度变化保持稳定的电容特性

2,耐电压性能卓越，最适合高电压用途

3,低损耗，因此抑制产品自身的发热，可实现节能化

4,有着敏锐的高频特性，过滤效果卓越

5,纹波电流耐量高，单位体积的电流密度大

6,具备自我恢复功能（自我修复），安全性卓越

7,高温环境下10年以上无需维护