未來的數字世界有望為人們帶來更舒適和更安全的生活。不過，自動駕駛、交通標誌的自動檢測以及許多其他功能都要求不間斷的數據連接，因此需要安全穩定的持續電源供應。

 

如今


，電信和遠程信息處理中的大多數不間斷電源(UPS)應用都是基於電池技術，甚至用於緩衝峰值負載。在此類應用中，由於電池技術具備相對較高的能量密度、成熟度以及被使用多年的熟悉度，因而具有一定的優勢。所以，這些應用的架構是專門為配合現有電池技術的特性而設計的。

 

近二十年來，超級電容器已經成功地在眾多應用中用作峰值和備用電源解決方案，包括風力渦輪機、移動基站、工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)各(ge)種(zhong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)和(he)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)。近(jin)年(nian)來(lai)，由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)大(da)批(pi)量(liang)應(ying)用(yong)的(de)需(xu)求(qiu)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)
，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)已(yi)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)設(she)備(bei)，從(cong)成(cheng)本(ben)和(he)性(xing)能(neng)兩(liang)方(fang)麵(mian)來(lai)看(kan)，也(ye)可(ke)用(yong)作(zuo)大(da)型(xing)和(he)小(xiao)型(xing)UPS係統的替代品，作為數據中心
、yiyuanhegaokejizhizaogongchangdebeiyongdianyuan。dianxingdechaojidianrongqixitongguimocongjiqianwaqibu，bingqiekeyitongguomokuaihuajiejuefanganqingyikuozhandaozhaowajiguimodexitong。zaizhexiejiejuefanganzhong
，keyilianjiexuduodangechaojidianrongqidanyuanyixingchengmokuaishenzhixitong。

非常適合峰值電源和短期備用電源應用

所有這些應用(無論所需的功率等級如何)都需要快速供電，以提供所需的峰值功率或者橋接現今大部分非常短暫的停機時間。如果長時間停電，工廠或係統將被設置為安全狀態(正常關機)。達到峰值功率和橋接時間通常在幾毫秒到20秒之間。超級電容器特別適合這些應用。它們能夠在數秒(或幾分之一秒)neishifangbinghuifudabufencunchudenengliang，bingqieyunzuowushucierbuhuishoudaosunhuai。zaicileiyingyongzhong，tamendeshiyongshoumingchangdashinianshenzhigengjiu。tamenyeyiyucaozuo
，wuxuweihuhuobaoyang，qiefeichangyiyujiankong。keyishiyongdianyaquxianqingsongpingguhejiancechaojidianrongqidejiankangzhuangtai。qiansuandianchi(目前的主要儲能方法)即(ji)使(shi)在(zai)理(li)想(xiang)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)亦(yi)較(jiao)短(duan)，並(bing)且(qie)會(hui)因(yin)為(wei)其(qi)電(dian)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)而(er)導(dao)致(zhi)意(yi)外(wai)故(gu)障(zhang)。與(yu)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi)

，它(ta)們(men)的(de)監(jian)測(ce)和(he)健(jian)康(kang)檢(jian)查(zha)要(yao)複(fu)雜(za)得(de)多(duo)，成(cheng)本(ben)也(ye)更(geng)高(gao)。另(ling)外(wai)，鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)的(de)製(zhi)造(zao)很(hen)難(nan)以(yi)生(sheng)態(tai)可(ke)持(chi)續(xu)的(de)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)。

 

超級電容器則有所不同：它們的特性是基於具有極大電氣表麵積的活性炭材料。該材料用作電極
，而浸漬在電池中的電解質可確保必需的電荷交換。

 

超級電容器設計

根據電荷的狀態，電解質的離子以納米級別的距離堆積在活性炭(碳電極)shang。youyudianrongyubiaomianjizhijiechengzhengbi
，eryudianhexijianjiechengzhengbi，yincichaojidianrongqikeyicunchudenengliangshichuantongdianrongqideshubaibei。chongdianhefangdianguochengyijingdianxingshifasheng
，erbuhuixiangdianchinayangfashenghuaxuefanying。suoyi，chaojidianrongqikeyigengkuaidibuhuoheshifangcunchudenengliang，qiebuhuijiangdixingneng。zheshiqifeichangshihejuyougaogonglvshuchuhenengliangxuqiuyijiduocixunhuandeyingyong。dianchizuiduokeyicunchu20倍的能量
，而超級電容器具有非常快速的充電/放電特性，其功率密度最多可以達到電池的20倍。

 

電池具有高能量可用性——超級電容器則確保高功率輸出

ruguogaonengliangkeyongxingshiqiantitiaojian，namecaiyongrenheyizhongdianchijishudedianchicunchuxitongdouhuishishouxuan
，jinguantacunzaiyixieyizhidequedian。raner，dianchihechaojidianrongqidezuheshiyongyuelaiyueduo。zhidezhuyideshi
，liangzhongcunchujishujuyoubutongdedianshitexing：電池通過氧化還原反應(即法拉第或傳質過程)存儲和提供能量，因此保持幾乎恒定的電勢，直到反應物料耗盡。另一方麵，超級電容器的電壓則隨著存儲的電荷而變化。

 

電池和超級電容器的完美組合

電池和超級電容器的直接並聯組合
，可以為電信和遠程信息處理中的應用帶來很大的益處。例如
，如果單個鋰電池(~4 V)通過兩個串聯的超級電容器(~2.5 V)jinxingbinglian
，namechaojidianrongqijiangzaichuanshuguochengzhongtigongdabufensuoxudefengzhigonglv，zheshiyouyutadeneibudianzufeichangdi。lilizidianchizetigongquanbudebeiyongdianyuan。zhezhongzuhedadasuoduanlecaozuoshijian。leisideshilikeyizaidianxinjizhandedianyuanzhongzhaodao。dianxinjizhanxuyaobendinengliangcunchu，yifangdianyuanxianzhongchuxiandianyazhoujianghechixujihaomiaozhijimiaozhongdezhongduan。

 

有源並聯組合需要一個盡可能高效的功率處理器和一個雙向DC/DCzhuanhuanqi
，gaizhuanhuanqinenggouqingyidiyingduishuruduandekuandianyabodong，bingqielijijinxingdianyuanfanzhuanerbuhuishiqukongzhi。pingjiejidideneibudianzu，rujindechaojidianrongqitigongleshixiangaoxiaodianyuanxitong(超電容器加DC/DC轉換器)要求的高於90%xiaonengdekenengxing。dangran，chengbenyeshibunenghulvede。buguo
，zongtichengbenxiaoyifenxixianshilezuhejiejuefangandeyoushi。shiyongshoumingceshibiaoming，jieheshiyongchaojidianrongqikeyidadayanchangdianchicunchuxitongdeshiyongshouming，bingxianzhutigaodianyuankeyongxing。muqianshijiegedidexuduoqiyedouzhuanzhuyuyanjiuzuhejiejuefangan
，bingqieyijingkaifalebixudedianlidianzishebei。

 

超級電容器以活性炭作為電極材料。