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| ◆ 超級電容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。 ◆ 超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。 超級電容器為何不同于傳統(tǒng)電容器其"超級"在哪？ ◆ 超級電容器在分離出的電荷中存儲能量，用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。 ◆ 傳統(tǒng)電容器的面積是導體的平板面積，為了獲得較大的容量，導體材料卷制得很長，有時用特殊的組織結(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)夠允許其面積達到2000m2/g，通過一些措施可實現(xiàn)更大的表面積。超級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 Å）和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實現(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”所在。 超級電容器比電池更好？ ◆ 超級電容器不同于電池，在某些應用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。 ◆ 超級電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學反應限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。 ◆ 超級電容器的荷電狀態(tài)（SOC）與電壓構(gòu)成簡單的函數(shù)，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復雜的換算。 ◆ 超級電容器與其體積相當?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲更多的能量，電池與其體積相當?shù)某夒娙萜飨啾瓤梢源鎯Ω嗟哪芰俊Ｔ谝恍┕β蕸Q定能量存儲器件尺寸的應用中，超級電容器是一種更好的途徑。 ◆ 超級電容器可以反復傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。 ◆ 超級電容器可以快速充電而電池快速充電則會受到損害。 ◆ 超級電容器可以反復循環(huán)數(shù)十萬次，而電池壽命僅幾百個循環(huán)。 附表 三種儲能元件的比較 |
普通電容器 | 超級電容器 | 二次電池 | |
功率密度（ w/kg ） | 104～106 | 102～104 | ＜500 |
能量密度 (wh/kg) | ＜ 0.2 | 0.2 ～ 20.0 | 20 ～ 200 |
循環(huán)壽命 | ＞ 105 | ＞ 105 | ＜ 103 |
充電時間 | 103 ～ 106 s | 0.3 ～ 30 s | 1 ～ 5h |
放電時間 | 103 ～ 106 s | 0.3 ～ 30 s | 0.3 ～ 3h |
充放電效率 | ＞ 95% | 85% ～ 98% | 70% ～ 85% |