相對鉛酸電池、鎳鎘電池

、鋰離子電池，超級電容具有節能

、超長使用壽命
、安全、環保、寬溫度範圍、充電快速

、無需人工維護等優點。本文介紹超級電容與其他儲能產品的性能比較，例如與各種電池的比較
，替代的可能性。

 
圖1：各種各樣的儲能產品

之zhi所suo以yi叫jiao超chao級ji電dian容rong，是shi因yin為wei超chao級ji電dian容rong的de容rong值zhi都dou是shi法fa拉la級ji的de，且qie可ke以yi很hen快kuai提ti供gong一yi個ge充chong放fang電dian，這zhe是shi傳chuan統tong的de電dian容rong或huo者zhe電dian池chi做zuo不bu到dao的de。下xia麵mian介jie紹shao了le各ge種zhong產chan品pin不bu同tong的de應ying用yong範fan圍wei，橫heng坐zuo標biao是shi能neng流liu密mi度du，縱zong坐zuo標biao是shi能neng量liang密mi度du
，從cong中zhong可ke以yi看kan到dao哪na個ge地di方fang是shi電dian池chi的de應ying用yong範fan圍wei


，哪na個ge地di方fang是shi傳chuan統tong電dian容rong的de應ying用yong範fan圍wei
，哪na一yi塊kuai是shi超chao級ji電dian容rong的de應ying用yong範fan圍wei。

 
圖2. 超級電容和其他儲能技術的比較

我們知道電池的充放電大概在1小時到10個小時左右
，而傳統電容是作為濾波使用的
，充放電是在0.03秒
，但是超級電容就在1秒左右，基本上是從0.1秒到10秒(miao)
，這(zhe)正(zheng)是(shi)汽(qi)車(che)比(bi)如(ru)刹(sha)車(che)起(qi)動(dong)的(de)時(shi)候(hou)要(yao)用(yong)的(de)，當(dang)然(ran)任(ren)何(he)的(de)設(she)備(bei)比(bi)如(ru)風(feng)能(neng)變(bian)槳(jiang)係(xi)統(tong)，變(bian)槳(jiang)的(de)時(shi)候(hou)要(yao)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)也(ye)是(shi)在(zai)這(zhe)個(ge)時(shi)間(jian)段(duan)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)能(neng)流(liu)密(mi)度(du)和(he)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)都(dou)非(fei)常(chang)高(gao)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)用(yong)物(wu)理(li)的(de)方(fang)法(fa)儲(chu)能(neng)
，電(dian)池(chi)是(shi)用(yong)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)儲(chu)能(neng)，所(suo)以(yi)電(dian)池(chi)的(de)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)會(hui)很(hen)長(chang)
，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)，這(zhe)是(shi)它(ta)的(de)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)，也(ye)是(shi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)性(xing)能(neng)優(you)勢(shi)之(zhi)所(suo)在(zai)。

傳chuan統tong的de儲chu能neng係xi統tong是shi使shi用yong鉛qian酸suan電dian池chi。以yi風feng力li發fa電dian為wei例li
，有you風feng時shi由you風feng力li發fa電dian機ji發fa電dian
，無wu風feng時shi由you儲chu能neng係xi統tong供gong電dian。當dang電dian源yuan斷duan開kai進jin行xing切qie換huan時shi，鉛qian酸suan電dian池chi需xu要yao十shi幾ji秒miao的de反fan應ying時shi間jian。這zhe時shi便bian可ke由you超chao級ji電dian容rong進jin行xing輔fu助zhu。由you於yu超chao級ji電dian容rong是shi將jiang電dian荷he儲chu存cun起qi來lai，可ke以yi快kuai速su的de補bu充chong和he釋shi放fang
，而er電dian池chi則ze需xu要yao經jing過guo化hua學xue反fan應ying的de方fang式shi進jin行xing充chong放fang電dian。在zai這zhe十shi幾ji秒miao的de時shi間jian裏li
，超chao級ji電dian容rong可ke以yi提ti供gong短duan時shi間jian的de能neng量liang

，保bao證zheng電dian源yuan穩wen定ding。超chao級ji電dian容rong可ke以yi工gong作zuo在zai在zai-40℃~65℃之間，可以覆蓋PC -20℃~60℃的工作溫度範圍和電池0℃~50℃的工作溫度。超級電容是功率密集元件，但放電時間較短
，電池是能量密集型元件，放電時間較長。 

 
圖3.超級電容與電池的充放電次數比較

超級電容的應用主要是用作備用電源和提供峰值功率。超級電容用作備用電源時
，具有高可靠性
、免維護、長chang壽shou命ming和he寬kuan工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei的de特te點dian。由you於yu超chao級ji電dian容rong能neng夠gou進jin行xing高gao功gong率lv的de充chong放fang電dian，所suo以yi可ke以yi將jiang火huo車che，城cheng市shi輕qing軌gui的de刹sha車che能neng量liang儲chu存cun起qi來lai，加jia速su時shi提ti供gong峰feng值zhi功gong率lv，或huo者zhe可ke以yi在zai吊diao車che起qi吊diao時shi，電dian動dong機ji啟qi動dong時shi提ti供gong峰feng值zhi功gong率lv。

 
圖4.超級電容與電池的儲能原理比較

如上圖4所suo示shi，超chao級ji電dian容rong和he電dian池chi在zai儲chu能neng原yuan理li上shang最zui大da的de不bu同tong在zai於yu超chao級ji電dian容rong利li用yong的de是shi物wu理li的de儲chu能neng方fang式shi而er電dian池chi利li用yong的de是shi化hua學xue的de儲chu能neng方fang式shi。同tong時shi，超chao級ji電dian容rong和he電dian池chi的de儲chu能neng的de決jue定ding因yin素su也ye不bu同tong。

 
圖5.超級電容與鋰離子電池比較

超級電容器是功率密集元件(>10kW/L)而鋰離子電池是能量密集元件 (~200 Wh/L)。

 
圖6.電池電壓隨電池能量的變化

 
圖7.超級電容器的放電特性
 

超級電容與電池比較
，有如下特性：

　　a.超低串聯等效電阻（LOW ESR）
，功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數十倍以上，適合大電流放電，（一枚4.7F電容能釋放瞬間電流18A以上）。
　　b. 超長壽命，充放電大於50萬次，是Li-Ion電池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd電池的1000倍，如果對超級電容每天充放電20次，連續使用可達68年。
　　c. 可以大電流充電
，充放電時間短，對充電電路要求簡單，無記憶效應。
　　d. 免維護



，可密封。
　　e.溫度範圍寬-40℃～+70℃，一般電池是-20℃～60℃。