超級電容器的應用及原理

作者：黑金剛電容    發(fā)布時間：2023-05-07 21:16:38  訪問量：2006  來源：超級電容組

超級電容器是一種類似于電池，可以進行充放電的未來新型儲能裝置。儲能原理方面與電池的唯一區(qū)別是：超級電容器(雙電層類型的超級電容器)僅依靠物理吸附而不是通過化學反應。超級電容器與電池具有相同的市場，將成為支撐未來移動高科技發(fā)展的支柱之一。

超級電容器主要應用于兩類儲能市場：以鉛酸電池站主導地位的汽車及固定能量儲存市場和以鎳、鋰電池占主導地位的消費類電子產(chǎn)品市場。超級電容器能夠很好的應用于這兩個市場并且已經(jīng)在這兩個市場中取得了巨大發(fā)展。技術(shù)的快速進步和成本的降低將使其能夠最終在儲能裝置市場確立自己第四大(或五大)的地位。

超級電容器在分離出的電荷中存儲能量，用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。傳統(tǒng)電容器的面積是導體的平板面積，為了獲得較大的容量，導體材料卷制得很長，有時用特殊的組織結(jié)構(gòu)來增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。

超級電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結(jié)夠允許其面積達到2000m2/g，通過一些措施可實現(xiàn)更大的表面積。超級電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離(<10 ?)和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實現(xiàn)的距離更小。 這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級”所在。

超級電容器對于頻繁起停的車輛也特別有吸引力。傳統(tǒng)公交車利用柴油機持續(xù)給車輛加速和減速，效率低下。而若使用超級電容器的串聯(lián)混合系統(tǒng)，只需較小的引擎與發(fā)電機緊密配合，即可實現(xiàn)穩(wěn)定、有效的工作。當車輛動力需求較大(如加速或爬坡)時，從能量儲存系統(tǒng)吸取電力;當車輛的動力需求較低(如減速或剎車)時，該能量儲存系統(tǒng)回收再生制動產(chǎn)生的能量。由于公交車每次行駛距離較短，也可單獨以超級電容器為動力，只需在公交車停靠的站臺配備充電站，在上下乘客的間隙即可完成快速充電。

另外，超級電容的正常工作溫度為-40℃至+70℃，這對于提高車輛在高寒地區(qū)的起動性能是非常有意義的。機動車在-15℃時啟動已經(jīng)非常困難，無法正常啟動或需多次才能成功啟動，而使用超級電容器即使是在-30℃時，仍能順利啟動，其優(yōu)勢十分明顯。

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