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    • 1.超级电容器结构及工作原理
    • 2.超级电容器应用
    • 3.超级电容器优缺点
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超级电容器

2021/03/20
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超级电容器(Supercapacitor),也叫电化学超级电容器(Electrochemical Capacitor)或超级电池(Ultracapacitor),是一种高能量、高功率密度的新型储能设备。与传统锂离子等化学电源相比,超级电容器具有快速充放电、长寿命和高效率等优点,且无污染、可循环利用。

1.超级电容器结构及工作原理

超级电容器的基本结构由两个带电极板和一个介质层组成。在充电过程中,电荷被存储在金属电极板上的导电聚合物或活性炭表面上,形成电极-电解介质-电极的结构。电极材料的选择会影响最大电压、电容量和耐久性。

超级电容器的工作原理基于物理吸附、双电层和红ox反应等现象。电容器存储电能的能力取决于金属电极表面积、电解质的离子浓度和介质的厚度。当电压施加到电容器上时,正负电荷分离并在电容器板上储存能量,而不是通过化学反应来实现。

2.超级电容器应用

由于超级电容器具有高功率密度和长寿命等特点,已经成为许多领域的热门能源储存装置。目前,常见的应用包括:

  1. 汽车:作为启动器(starter)、制动器(braking)和辅助动力设备(auxiliary power units)的能量储存;
  2. 工业:稳定电能质量、维持瞬间停电情况下的生产,在UPS系统中作为后备电源;
  3. 电子产品:为手机、笔记本电脑和便携式音频/视频播放器等提供备用电源
  4. 可再生能源:通过将太阳能或风能转换为电能存储,以稳定电网的能量输出。

3.超级电容器优缺点

超级电容器的优点包括:

  • 快速充电和放电速率;
  • 无记忆效应;
  • 有效使用寿命相对较长;
  • 适用于低温环境下的应用;
  • 可重复充电和放电,不会对容量产生影响。

超级电容器的缺点包括:

  • 相比于化学电池能储存的能量少;
  • 具有较高的内部阻力;
  • 成本较高;
  • 仅能在短时间内提供大量功率,在长时间功率需求方面不如锂离子等其他电源实用。

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