超级电容属于电化学储能器件，主要由正负电极、电解液及防止发生短路的隔膜构成，电极材料具备高比表面积的特性，隔膜一般为纤维结构的电子绝缘材料，电解液根据电极材料的性质进行选择。以市场主流的双电层电容为例，充电时，电解液中的正、负离子在电场的作用下迅速向两极运动，通过在电极与电解液界面形成双电层来储存电荷。超级电容相较传统电容器具有更高的能量密度，相较电池具有更高的功率密度，是一种新型功率型储能器件，具备充电时间短、使用寿命长、温度特性好、绿色环保等特性。超级电容已作为备用电源、功率电源、能量回收系统被广泛应用于消费电子、工业、国防军工等领域，能量密度较低、储能成本较高是过去限制其应用范围的两大因素。

超级电容和传统电容区别还是很大的。传统电容：容量相对较小，一般在皮法（pF）到微法（μF）级别。例如，在普通的电子电路中，陶瓷电容的容量可能在几个皮法到几百微法之间，主要用于高频滤波、耦合、旁路等电路，满足小电量的存储和信号处理需求。超级电容：容量通常在法拉（F）级别，比传统电容大得多。可以达到几千法拉甚至更高，这使得它能够存储足够的能量来驱动一些高功率设备，如在电动汽车的能量回收系统中，超级电容可以在短时间内存储大量刹车时回收的能量。

超级电容性能介于电容器与充电电池之间。超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，通过极化电解质进行能量存储，同时具备电容器快速充放电和电池储能特性。超级电容以双电层电容器（EDLC）和锂离子电容器(LIC)为代表，双电层电容器利用双电层原理，正负极均通过物理作用充放电；锂离子电池正极通过物理作用充放电，负极则利用锂离子氧化还原反应进行充放电过程。

和锂离子电池优势。锂离子超容采用混合结构，正极与电气双层电容器一样使用活性炭，负极则与锂离子电池一样使用石墨，同时还采用了预锂化技术，由此 LIC 在高电压、高容量、长寿、高安全性等领域兼具两者优点的性能。

超级电容在AI服务器中的应用

目前AI大模型的算力需求越来越高，对AI服务器功率的要求也不断提高。由于AI服务器有瞬间特大功率需求，超级电容可起到调频作用，后续超级电容有望成为AI服务器标配。

超级电容的主要作用，1：调频，由于高功率密度，超级电容可以存储大量能量，并在断电或高峰负载期间快速释放，在系统需要立即快速供电时极具优势。2：弥补电力缺口，如果发生断电，超级电容器可以提供瞬时电力，直到备用发电机上线，可保证不间断供电并防止数据丢失或服务中断。3：负载平衡，超级电容器可在高需求时段提供快速电力，帮助平衡数据中心的电力负载。它们可支持现有电力基础设施，并在高峰时段减轻传统电源的压力，从而提高整体能源效率并降低运营成本。4：能量回收，数据中心的服务器和其他设备会产生大量热量，超级电容器可以捕获并存储这些多余的能量，有助于减少能源浪费并提高整体能源效率。

随大模型参数增加和GPU计算性能迭代，GPU短时最大热功率（EDP）会大幅超过正常工作时的额定热功率（TDP），导致性能损失20%-30%。而这个问题直到GB200才开始暴露，台达、伟创力等电源厂商寻找超容供应商去解决。

超容作为瞬时释放大功率的元件（ms级），核心作用是削峰（Peak Cut），即降低GPU的EDP-TDP的差值，其次才是备电（配合UPS的电池或者BBU），我们预计在B系列到下一代Rubin都会是GPU削峰标配。具体来看，GB200的EDP-TDP是65kW，而配置超容后的GB300差值为20kW左右，Rubin的削峰效果更值得期待。

目前台达、伟创力的一供找的日本武藏（7220.T），主流技术路线为HSC混合超容，相对于第二种路线EDLC双电层电容，具备更高能量密度、循环效率和空间利用率。以武藏方案为例，一个模组20kW(尺寸可以塞满整个1U)，含28颗HSU电芯，单颗超级电容价值在350元左右；江海股份的方案则提供更高容量密度的电芯，含56颗HSU电芯，体积和成本相对武藏更低。合计单U的20kW模组ASP接近1万元人民币。单柜需要多少U的超容模组还需要等待GB300设计定型，但至少在4U以上，最乐观能到10U（此设计逻辑是和服务器电源1:1配置，需要再论证）。

AI服务器超容环节格局很好、国内龙头份额和利润率可能超预期。HSC方案最早是由日本武藏和日本ACT具备，基本没有第三家竞争（此前市场应用特别小，玩家极少），江海股份13年收购ACT、董事长带队十年磨一剑优化工艺，目前相对武藏具备更高的能量密度和成本优势；16年定增募资、有8亿用于超级电容产能超前布局。

从产能、生产效率、成本出发，江海目前更具优势，我们认为有望于武藏之后切入台湾多家电源厂的供应链，份额和利润率有望超市场预期。市场或许会担忧技术路线在GB300后转成EDLC或者其他方案，格局会比HSC稍差（全球领域EDLC还有maxwell等更多对手），起码近1年我认为是安全期；而且更重要的是产业方向明确——超容必配、功率密度会升级，价格可能通胀，江海各方案都具备，相对外资成本和生产效率优势突出，正常情况下也不会1家或者2家独大，是客观商业规律，服务器电源也是如此。根据调研，江海股份正在和台达，麦格米特送样。

中长期超容应用场景有很大扩张潜力，新能源时代是发电侧功率波动，AI时代是更多的负载功率波动，超容产品本质就是解决瞬时功率波动，是新时代的必配科技。海外电气设备龙头利用超容+锂电池升级UPS里的备用电源，海内外电网利用超容做电网调频、削峰填谷...可以期待的东西还有很多。

参考文献：

20241212-中泰证券-电子行业：超级电容：产业趋势明显，服务器或成超级电容应用新方向

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