兩個KEMET超級電容器的圖像，FR0H224ZF（左）和FYD0H223ZF（右） 

 

理論上可以用超級電容器替換電池
，但更換整個電池組需要大量的電池。然而
，隨著穩步發展
，超級電容器正在許多應用市場（如汽車行業）中獲得關注，為網絡化能源存儲等新興行業開辟了新的可能性。

 

什麼是超級電容
？

 

超級電容器（有時稱為SC）是能夠快速存儲和供應高功率電力以及大量循環（高達數百萬次循環）而不會顯示性能衰減的電化學裝置。

 

最簡單的超級電容器主要由兩個電極和插入其中的電解質組成。電荷布置在電極/電解質界麵中，並且沒有化學氧化還原過程。由於累積的物理過程是有限的
，所以材料必須具有高表麵積以累積許多電荷。

 

chaojidianrongqishishuangcengdianrongqi，juyoufeichanggaoderongliangdanjuyoudidianyaxianzhi。yudianrongqixiangbi，chaojidianrongqijuyougengdademianji
，yongyucunchugengduodianhe
，dianrongdadaofala（F）範圍，並且它們比電解電容器存儲更多能量。它們具有低漏電流，適用於可在1.8V - 2.5V範圍內工作的許多應用。超級電容器的壽命為10 - 20年，但在大約8 - 10年後，容量可以從100％降低到80％。

 

由於具有低等效串聯電阻（ESR），超級電容器可提供高負載電流和快速充電。微型超級電容器是類似MEMS的de器qi件jian，可ke以yi承cheng受shou反fan複fu彎wan曲qu
，因yin此ci適shi用yong於yu靈ling活huo的de應ying用yong。這zhe是shi可ke穿chuan戴dai設she備bei和he物wu聯lian網wang應ying用yong的de理li想xiang選xuan擇ze。正zheng在zai開kai發fa柔rou性xing固gu態tai微wei超chao級ji電dian容rong器qi玻bo璃li，矽gui和he紙zhi基ji板ban。

 

dangxiangchaojidianrongqishijiadianyashi，zaibiaomianshangchanshenglianggedandudedianheceng，qijiangejulixiaoyuchuantongdianrongqidejiangejuli。zhejiushichaojidianrongqitongchangbeichengweishuangcengdianrongqihuoEDLC的原因。

 

超級電容器與標準電容器的比較。圖片來自  Fairprice Electronics，源自Maxwell

 

超級電容器和電池有什麼區別？

 

電池長期以來一直是能量儲存的主要形式。它們如何被電容器克服，即使是“超級”電容器？

 

首先，電池逐漸失去充電能力，而電容器幾乎提供無限的充電和放電循環。

 

其次
，與電池相比，電容器具有非常低的內阻。它們可以提供比電池更多的瞬時功率。

 

對於具有能量供應機製的物聯網（IoT）應用，將這種強大的能量存儲設備結合到芯片中的能力是必不可少的要求。超級電容器和微電池是可以滿足這些需求的兩種工具。

 

四種儲能技術的功率密度和能量密度。圖片來自國際科學與工程研究期刊，第4卷，第8期，2013年8月583

 

除(chu)了(le)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)之(zhi)外(wai)
，鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)幾(ji)乎(hu)為(wei)所(suo)有(you)現(xian)代(dai)便(bian)攜(xie)式(shi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)供(gong)電(dian)。對(dui)於(yu)電(dian)池(chi)，充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)緩(huan)慢(man)並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)間(jian)降(jiang)低(di)電(dian)池(chi)內(nei)的(de)化(hua)合(he)物(wu)，導(dao)致(zhi)較(jiao)低(di)的(de)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)和(he)存(cun)儲(chu)容(rong)量(liang)。

 

chaojidianrongqishiyongbutongdenengliangcunchujizhi。zaichaojidianrongqizhong，nengliangyijingdianfangshicunchuzaicailiaobiaomian
，bushejihuaxuefanying。chaojidianrongqidezhuyaoquedianshiyudianchixiangbinengliangmidudi。erqie，chaojidianrongqicailiao（例如石墨烯）的成本通常超過用於製造電池的材料的成本。

 

超級電容器的應用

 

超chao級ji電dian容rong器qi可ke與yu安an裝zhuang在zai狹xia小xiao空kong間jian內nei的de能neng量liang收shou集ji解jie決jue方fang案an結jie合he使shi用yong。當dang它ta們men用yong作zuo峰feng值zhi輸shu出chu的de輔fu助zhu電dian源yuan時shi，您nin可ke以yi減jian小xiao電dian源yuan的de尺chi寸cun並bing提ti高gao整zheng體ti性xing能neng。

 

以下是超級電容器的一些可能應用：

 

電源故障時存儲和備份存儲器數據：超級電容器可以集成到消費電子產品，IT設備和通信係統中，以保護存儲器內容。相關應用程序是內部備用電源。超級電容器可以作為電池更換或短期備用電源。

 

電動車輛：電動車輛受到諸如低功率密度，有限的充電/放fang電dian循xun環huan，高gao溫wen依yi賴lai性xing和he延yan長chang充chong電dian時shi間jian的de限xian製zhi的de影ying響xiang。超chao級ji電dian容rong器qi克ke服fu了le這zhe些xie限xian製zhi，盡jin管guan它ta們men具ju有you較jiao低di的de能neng量liang密mi度du和he較jiao高gao的de成cheng本ben。存cun儲chu設she備bei的de組zu合he可ke能neng是shi首shou選xuan解jie決jue方fang案an。與yu超chao級ji電dian容rong器qi組zu等deng高gao功gong率lv設she備bei可ke以yi滿man足zu與yu陡dou峭qiao上shang升sheng加jia速su或huo努nu力li相xiang關guan的de峰feng值zhi負fu載zai要yao求qiu。此ci外wai

，超chao級ji電dian容rong器qi可ke用yong於yu再zai生sheng製zhi動dong係xi統tong。

 

可再生能源的應用：在太陽能光伏應用中，有必要每3到7年nian更geng換huan一yi次ci電dian池chi，因yin為wei它ta們men容rong易yi磨mo損sun。超chao級ji電dian容rong器qi的de使shi用yong可ke以yi消xiao除chu頻pin繁fan維wei護hu和he更geng換huan的de需xu要yao。此ci外wai，能neng源yuan效xiao率lv是shi以yi可ke再zai生sheng方fang式shi生sheng產chan能neng源yuan的de關guan鍵jian方fang麵mian，超chao級ji電dian容rong器qi表biao現xian出chu比bi電dian池chi更geng高gao的de充chong電dian效xiao率lv。

 

結論

 

超級電容器是一種新興的能量存儲技術，可以成為許多電子係統的重要組成部分。鋰離子電池非常成功，但在功率密度和充電/放電循環次數方麵

，它們永遠無法與超級電容器競爭。

 

 

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