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。

 

超chao級ji電dian容rong器qi使shi用yong不bu同tong的de能neng量liang存cun儲chu機ji製zhi。在zai超chao級ji電dian容rong器qi中zhong，能neng量liang以yi靜jing電dian方fang式shi存cun儲chu在zai材cai料liao表biao麵mian
，不bu涉she及ji化hua學xue反fan應ying。超chao級ji電dian容rong器qi的de主zhu要yao缺que點dian是shi與yu電dian池chi相xiang比bi能neng量liang密mi度du低di。而er且qie，超chao級ji電dian容rong器qi材cai料liao（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/fangdianxunhuan，gaowenyilaixingheyanchangchongdianshijiandexianzhideyingxiang。chaojidianrongqikefulezhexiexianzhi，jinguantamenjuyoujiaodidenengliangmiduhejiaogaodechengben。cunchushebeidezuhekenengshishouxuanjiejuefangan。yuchaojidianrongqizudenggaogonglvshebeikeyimanzuyudouqiaoshangshengjiasuhuonulixiangguandefengzhifuzaiyaoqiu。ciwai
，chaojidianrongqikeyongyuzaishengzhidongxitong。

 

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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