超級電容與電池的比較
發布時間:2010-05-27 來源:電子元件技術網
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
zhisuoyijiaochaojidianrong,shiyinweichaojidianrongderongzhidoushifalajide,qiekeyihenkuaitigongyigechongfangdian,zheshichuantongdedianronghuozhedianchizuobudaode。xiamianjieshaolegezhongchanpinbutongdeyingyongfanwei,hengzuobiaoshinengliumidu,zongzuobiaoshinengliangmidu,congzhongkeyikandaonagedifangshidianchideyingyongfanwei,nagedifangshichuantongdianrongdeyingyongfanwei,nayikuaishichaojidianrongdeyingyongfanwei。

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10miao,zhezhengshiqichebirushacheqidongdeshihouyaoyongde,dangranrenhedeshebeibirufengnengbianjiangxitong,bianjiangdeshihouyaotigongnengliangyeshizaizhegeshijianduan。chaojidianrongdenengliumiduhenengliangmidudoufeichanggao。chaojidianrongshiyongwulidefangfachuneng,dianchishiyonghuaxuefanyingdefangfalaichuneng,suoyidianchidefanyingshijianhuihenchang,chaojidianrongkeyikuaisudechongfangdian,zheshitadegenbenyuanyin,yeshichaojidianrongdexingnengyoushizhisuozai。
chuantongdechunengxitongshishiyongqiansuandianchi。yifenglifadianweili,youfengshiyoufenglifadianjifadian,wufengshiyouchunengxitonggongdian。dangdianyuanduankaijinxingqiehuanshi,qiansuandianchixuyaoshijimiaodefanyingshijian。zheshibiankeyouchaojidianrongjinxingfuzhu。youyuchaojidianrongshijiangdianhechucunqilai,keyikuaisudebuchongheshifang,erdianchizexuyaojingguohuaxuefanyingdefangshijinxingchongfangdian。zaizheshijimiaodeshijianli,chaojidianrongkeyitigongduanshijiandenengliang,baozhengdianyuanwending。chaojidianrongkeyigongzuozaizai-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4suoshi,chaojidianronghedianchizaichunengyuanlishangzuidadebutongzaiyuchaojidianrongliyongdeshiwulidechunengfangshierdianchiliyongdeshihuaxuedechunengfangshi。tongshi,chaojidianronghedianchidechunengdejuedingyinsuyebutong。

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℃。
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