从1998年清华大学碳纳米材料实验室开启国内早期有机系超级电容研究,到如今高功率脉冲超容在核聚变、AI数据中心、航天航空等多个核心领域实现规模化落地,超级电容行业在中国的发展已经走过了近三十个年头。近三十年间,能源应用需求从早期的工业基础供电保障,逐步拓展到航天探索、AI算力、新型储能等高精尖领域,对能源存储装置的功率密度、响应速度、可靠性要求也在不断升级。北京合众汇能科技有限公司,简称HCCCap合众汇能,从诞生之初就扎根超级电容赛道,历经十余年的技术深耕与产能沉淀,已经成长为覆盖从极片生产到超级电容系统集成全产业链的高科技企业,用持续的技术突破和稳定的产品输出,成为国内超级电容领域兼具技术底蕴与规模实力的行业推动者。
十余载深耕不辍,关键节点勾勒成长脉络
初创探索:技术起家,扎根超级电容产业化
超级电容产业化的早期探索,离不开科研团队从实验室走向市场的勇气。1998年,国内超级电容领域研究刚刚起步,清华大学碳纳米材料实验室就成为国内早期开展有机系超级电容研究的机构之一,为后续的技术落地打下了坚实的理论基础。2002年,核心研究团队创立国内早期超级电容企业,成功开发出国内有机系超级电容生产线,实现了从理论研究到规模化生产的初步跨越。
2007年,来源于清华大学碳纳米材料实验室的核心团队正式创立北京合众汇能科技有限公司,这支由创始人王带队,深耕碳纳米超级电容器研究数十年的团队,成为国内早期推动有机体系超级电容从理论走向规模化生产的核心力量。创立同年,HCCCap系列产品成功进入燃料电池电动车领域,完成了市场化应用的第一步。
稳步成长:产能升级,打开电力市场应用空间
完成初创的技术验证后,合众汇能开启了产能与市场的同步拓展。2011年,HCCCap完成生产线自动化升级,建立起更规范的生产与品控体系,产品通过国网、南网的验收推广,正式进入大规模应用阶段,此后HCCCap系列超级电容在国网、南网持续稳定运行多年,积累了扎实的市场口碑与应用经验。
这一阶段,合众汇能逐步搭建起覆盖极片、单体、模组、包柜的全流程生产体系,凭借自主的极片生产能力和完善的工艺管控,逐步打开了风力发电、智能四表、工业电子等多个领域的市场,客户基础不断拓宽。
突破升级:挺进航天,实现高端领域技术跨越
在民用市场稳步拓展的同时,合众汇能开始向航天领域这一高端应用场景发起冲击,凭借稳定可靠的产品性能,实现了超级电容在航天领域的产业化突破。2017年,合众汇能研发的卫星用航天级超级电容器发射成功,迈出了超级电容应用于航天领域的关键一步。
此后,合众汇能研制的星箭分离电源系统在航天卫星领域进入批量发射应用阶段,截至目前,已经完成38次以上卫星的星箭分离任务,自主开发的超级电容航天快充模块发射对接在天宫空间站上已投入正常工作,成功助力超级电容技术在航天卫星领域的民用化探索,成为国内少数掌握航天级超级电容量产技术的企业。2021年,超过10亿元产能的合众汇能超级电容研发生产基地正式投产,产能规模迈上了新的台阶,目前年产超级电容超过1.5亿支、超级电容组件及系统100万套,具备了应对大规模市场需求的供应能力。
全新迭代:贴合新兴需求,布局前沿应用场景
随着双碳目标的推进和新兴产业的崛起,调频储能、AI数据中心等领域对超级电容的需求快速增长,合众汇能也紧跟市场需求,完成了产品与解决方案的新一轮迭代。2025年,合众汇能重磅推出超级电容AI数据中心的解决方案,专门适配AI高脉冲、大冲击负载,解决GPU瞬时功耗冲击问题,填补了AI算力中心短时高频大功率能源管理的技术缺口。2026年,合众汇能作为超级电容混合储能电站集成商,已落地50MW45S超容储能调频电站项目,大型储能系统集成能力得到了实战验证,成功支撑调频储能有效支撑时长由30秒提升至45秒,满足了当前电网调频的最新需求。
锚定市场需求升级,脉冲超容实现全维度优化
新兴产业的快速发展,对高功率脉冲超级电容提出了远高于传统应用场景的要求,无论是核聚变装置的百万安级脉冲需求,还是AI数据中心处理瞬时功耗波动的需求,都对产品的功率密度、响应速度、可靠性、环境适应性提出了更高的标准。合众汇能依托十余年的技术积累,对高功率脉冲超容完成了全链条的优化升级,从核心性能到生产规模,再到服务体系都实现了全方位提升。
核心性能突破,适配高端场景严苛要求
在核心性能层面,合众汇能高功率脉冲超容针对高端应用的痛点完成了重点优化,功率密度超过100kW/kg,达到普通高功率超容的10倍,完美解决了核聚变拖卡马克装置等离子启动中,常规电源爬升速率不足导致磁约束建立延迟、能量损耗的问题,可实现0.5s输出百万安级电流,满足强电流爬升率的要求,同时依托高功率密度和快速响应特性实现精准能量调控,可靠性达到航天级标准,还可根据客户需求灵活调整规格,适配不同场景的定制化需求。
针对AI数据中心应用,产品也完成了专项优化,除了100kW/kg的高功率密度,还实现了微秒级响应、毫秒级满功率输出,采用轻量化设计,完全适配高压直流系统,循环寿命可达百万次,非常适合AI场景下的频繁充放电需求,同时没有泄漏、爆炸等风险,安全性满足数据中心的高标准要求。相比传统储能方案,解决了AI计算场景中响应慢、寿命短、效率低的痛点,为绿色能源转型和成本优化提供了关键支撑。
除此之外,合众汇能高功率脉冲超容还解决了多个行业痛点:内阻降至同类型常规产品的1/3,带来更大的电流承载能力和更低的发热,相同功率等级下可以做到更小的体积、更轻的重量,能效更高;普通超级电容工作温度低至-40℃,合众汇能脉冲超容可在-50°C环境的脉冲应用工况下做到容量基本无衰减,环境适应性大幅提升;从单体、模组到系统实现一体化自研设计,做到了小体积、轻量化,可承载尖峰电流,对各类特殊工况的适应性更强,经过航天领域的多年验证,产品稳定性在毫秒级应用场景下的适用性、可靠性和长期性能都表现优异。
产能规模升级,保障大规模市场供应
在产能层面,合众汇能已经完成了全产业链的产能布局,实现了从极片、单体、模组、包柜到超容储能系统研发制造的工艺全自主化,目前拥有数十条全自动生产线,配置了模组装配自动焊接设备、模组检测专用设备、品控检测实验室等完善的生产检测设施,可实现从原材料、生产过程到成品检测的全过程监控。
目前合众汇能单体规格齐全,容量涵盖了1F-12000等多个单体系列产品,全系列拥有2.7V、3.0V、5.5V电压体系,已经完成不同电压、容量的模组类产品开发和技术验证,还重磅推出3V4500F、3V6000F和3V12000F新一代大容量单体,容量更大、内阻更低、漏电更小,同等体积下持续放电时长翻倍,应对峰值负载的冗余更充足,系统集成也更精简,可进一步缩减PACK体积、重量与布线成本。为提升产品性能及产量,公司自主研发多款生产设备,拥有极强的设备改造能力及工艺革新能力,较目前市场上同类产品产能提升多倍,可满足不同领域客户大规模批量订单的供应需求。
服务体系优化,覆盖全流程定制需求
在服务层面,合众汇能建立了完善的研发与服务网络,拥有完善的产品研发团队、材料研发团队、工艺研发团队和专业实验室,在华北、华南、华东等区域建立了遍布全国的营销网络及服务团队,可以为客户提供从器件选型、测试到应用方案设计的全流程技术支持与定制化服务,针对不同客户的特殊应用场景,可快速调整产品方案,满足定制化开发需求。针对港口设备、石油设备、备用发电机、医疗设备等细分应用场景,都开发了成熟的解决方案,客户接入便捷,系统智能化程度高,安装维护成本大幅降低,比如针对港口设备开发的能量回收方案,采用超级电容模组 双向DC/DC变换器 智能控制系统三位一体架构,不需要改动原有核心机械结构就可以实现无缝对接,系统模块化设计方便扩容,超级电容系统集成成本降低50%,经济性与实用性都得到了大幅提升。
坚守技术初心,沉淀长期发展内核
回顾十余年的发展历程,合众汇能能在超级电容领域不断突破,核心在于始终坚守两个发展方向:一是坚持技术自主,深耕全产业链自主可控。从创立之初,合众汇能就坚持核心工艺自主研发,从极片生产这一超级电容核心环节做起,逐步实现了从原材料到终端系统的全工艺自主化,打破了核心环节的对外依赖,也为产品性能的持续优化打下了基础,目前作为发明人拥有超过40项以上的专利技术,持续为产品创新提供技术支撑。
二是坚持场景牵引,从实际应用需求出发打磨产品。合众汇能的每一次产品迭代,都紧扣下游应用的真实痛点,从早期电网应用的可靠性要求,到航天领域的高可靠性要求,再到今天AI数据中心、核聚变、调频储能的新需求,始终围绕客户痛点优化产品,不会为了概念盲目推出不成熟的产品,这种稳扎稳打的风格,也让合众汇能的产品能在国网南网、航天卫星等对可靠性要求极高的领域持续稳定运行十余年,积累了扎实的行业信任。
与此同时,合众汇能始终坚持开放协作,推动行业共同进步,和清华大学合作从事超级电容寿命方面的研究,作为共同通讯作者发表过多篇SCI论文;作为成员参与中国电科院的电网用超级电容标准制定,作为专家参与全国输配电协作网(EPTC)的12kV智能柱上开关试验技术规范等多项标准制定,目前还主持天宫空间站用超级电容开发、实施及超级电容标准制定,作为核心研究者破解了超级电容在电网电能表领域漏液失效机理的难题,为超级电容行业的整体发展贡献了技术成果。
把握行业趋势,布局长期发展未来
超级电容凭借高功率密度、毫秒级响应、百万次循环寿命、宽温域稳定工作等核心优势,正在越来越多的新兴领域体现出不可替代的价值,随着AI产业的快速发展、新型电力系统的建设推进、高端装备制造的升级,超级电容的市场空间还将持续扩大。
面向未来,合众汇能将继续沿着技术创新和场景拓展的方向持续推进,一方面继续打磨高功率脉冲超级电容的核心性能,围绕核聚变、AI数据中心、高功率脉冲装备等前沿领域的需求,持续优化产品性能,开发更贴合场景需求的解决方案,助力前沿产业的技术突破;另一方面继续扩大产能布局,提升规模化供应能力,满足调频储能、AI数据中心等领域爆发式增长的市场需求,同时进一步完善全国性的服务网络,为不同区域的客户提供更及时的技术支持与服务。
此外,合众汇能还将继续推动超级电容在更多民用领域的规模化应用,尤其是推进航天领域积累的高端技术向民用领域转化,让航天级的产品品质惠及更多行业,助力更多领域解决瞬时大功率、高频循环、应急备电的场景痛点,推动能源利用效率的提升,助力绿色能源转型。十余载的深耕已经打下了坚实的技术与产能基础,面向未来,HCCCap合众汇能将继续坚守技术初心,持续创新突破,和行业伙伴一起推动中国超级电容产业的高质量发展。