超級(jí)電容器的應(yīng)用及原理

作者：黑金剛電容    發(fā)布時(shí)間：2023-05-07 21:16:38  訪問量：2452  來源：超級(jí)電容組

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

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

超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量，用于存儲(chǔ)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(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng)，有時(shí)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(jí)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(dá)到2000m2/g，通過一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)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(shí)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(jí)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(jí)”所在。

超級(jí)電容器對(duì)于頻繁起停的車輛也特別有吸引力。傳統(tǒng)公交車?yán)貌裼蜋C(jī)持續(xù)給車輛加速和減速，效率低下。而若使用超級(jí)電容器的串聯(lián)混合系統(tǒng)，只需較小的引擎與發(fā)電機(jī)緊密配合，即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有效的工作。當(dāng)車輛動(dòng)力需求較大(如加速或爬坡)時(shí)，從能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)吸取電力;當(dāng)車輛的動(dòng)力需求較低(如減速或剎車)時(shí)，該能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)回收再生制動(dòng)產(chǎn)生的能量。由于公交車每次行駛距離較短，也可單獨(dú)以超級(jí)電容器為動(dòng)力，只需在公交車停靠的站臺(tái)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(jí)電容的正常工作溫度為-40℃至+70℃，這對(duì)于提高車輛在高寒地區(qū)的起動(dòng)性能是非常有意義的。機(jī)動(dòng)車在-15℃時(shí)啟動(dòng)已經(jīng)非常困難，無法正常啟動(dòng)或需多次才能成功啟動(dòng)，而使用超級(jí)電容器即使是在-30℃時(shí)，仍能順利啟動(dòng)，其優(yōu)勢(shì)十分明顯。

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