當(dang)然(ran)，今(jin)天(tian)我(wo)們(men)要(yao)討(tao)論(lun)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)，仍(reng)然(ran)符(fu)合(he)物(wu)理(li)定(ding)律(lv)，但(dan)由(you)於(yu)其(qi)在(zai)一(yi)些(xie)關(guan)鍵(jian)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)上(shang)能(neng)夠(gou)超(chao)越(yue)普(pu)通(tong)電(dian)容(rong)幾(ji)個(ge)量(liang)級(ji)

，所(suo)以(yi)在(zai)不(bu)少(shao)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)上(shang)幾(ji)乎(hu)可(ke)以(yi)任(ren)性(xing)到(dao)獨(du)步(bu)天(tian)下(xia)的(de)地(di)步(bu)。

 

超級電容為什麼“超級”
？

 

雙電層電容（EDLC，Electrochemical Double-Layer Capacitor）是一種電化學電容
，之所以被稱作“超級”電容，主要是因為它的高能量密度特點
，與傳統的電解電容相比，其容量高出幾個量級。這個優勢源於超級電容比較特殊的結構。

 

在zai傳chuan統tong的de電dian容rong中zhong
，電dian荷he在zai電dian場chang中zhong會hui受shou力li而er移yi動dong，當dang導dao體ti之zhi間jian有you了le介jie質zhi，則ze阻zu礙ai了le電dian荷he移yi動dong而er使shi得de其qi累lei積ji在zai導dao體ti上shang，造zao成cheng電dian荷he的de累lei積ji儲chu存cun，儲chu存cun的de電dian荷he量liang稱cheng為wei電dian容rong量liang。

 

而(er)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)，可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)地(di)被(bei)視(shi)為(wei)懸(xuan)浮(fu)在(zai)電(dian)解(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)無(wu)反(fan)應(ying)活(huo)性(xing)的(de)多(duo)孔(kong)電(dian)極(ji)板(ban)。在(zai)電(dian)極(ji)板(ban)上(shang)加(jia)電(dian)，電(dian)解(jie)質(zhi)中(zhong)相(xiang)反(fan)極(ji)性(xing)的(de)離(li)子(zi)就(jiu)會(hui)在(zai)電(dian)極(ji)板(ban)兩(liang)側(ce)形(xing)成(cheng)兩(liang)個(ge)緊(jin)密(mi)的(de)電(dian)荷(he)層(ceng)
，近(jin)似(si)於(yu)平(ping)板(ban)電(dian)容(rong)產(chan)生(sheng)電(dian)容(rong)效(xiao)應(ying)
，達(da)到(dao)儲(chu)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。

 

dianjishangxingchengdejinmidianhecengjianjubiputongdianrongdedianhecengjianjuxiaodeduo，erqieyouyudianrongchunengrongliangdedaxiaoyudianjidepingmianmianjizhengxiangguan，chaojidianrongdianjibiaomianduocaiyongduokongdehuoxingtancailiao
，youxiaomianjishiguanghuabiaomiandeshuwanbei
，yinci
，chaojidianrongdechucunnengliangdenengli（靜電容量）遠遠大於傳統的電容。

 

圖1：典型超級電容示意圖 （圖片來源：維基網）

1.電源
，2.集電極，3.電極，

4.Helmholtz層，5.電解液
，6.分隔

 

超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)沒(mei)有(you)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)介(jie)質(zhi)
，而(er)是(shi)使(shi)用(yong)絕(jue)緣(yuan)體(ti)隔(ge)開(kai)。這(zhe)個(ge)絕(jue)緣(yuan)層(ceng)可(ke)以(yi)讓(rang)電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)的(de)正(zheng)負(fu)離(li)子(zi)通(tong)過(guo)。該(gai)電(dian)解(jie)液(ye)本(ben)身(shen)不(bu)傳(chuan)導(dao)電(dian)子(zi)
，所(suo)以(yi)當(dang)充(chong)電(dian)結(jie)束(shu)後(hou)，電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)漏(lou)電(dian)
；放(fang)電(dian)時(shi)，電(dian)極(ji)上(shang)的(de)電(dian)子(zi)通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)從(cong)一(yi)極(ji)流(liu)向(xiang)另(ling)外(wai)一(yi)極(ji)，其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)電(dian)極(ji)與(yu)電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)的(de)離(li)子(zi)吸(xi)附(fu)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)，電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)的(de)正(zheng)負(fu)離(li)子(zi)又(you)重(zhong)新(xin)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)開(kai)來(lai)。

 

這樣特殊的架構，決定了超級電容和一般電容以及其它儲能技術相比，在諸多性能方麵都擁有絕對可以任性的資本，以至於被冠以“超級”頭銜。

 

表1：超級電容、電容和充電電池等儲能技術對比

 

 ○ 電容量：超級電容最為“任性”的de性xing能neng參can數shu是shi電dian容rong量liang。超chao級ji電dian容rong的de容rong量liang遠yuan超chao傳chuan統tong電dian容rong
，一yi個ge標biao準zhun電dian池chi大da小xiao的de電dian解jie電dian容rong的de容rong量liang為wei幾ji十shi微wei法fa
，同tong樣yang大da小xiao的de超chao級ji電dian容rong的de容rong量liang範fan圍wei在zai0.1F至幾千F（甚至上萬F），差別可達五個數量級。

 

 ○ 充電速度：超級電容的充電速度極快
，通常達到額定容量的95%隻需要數秒至10分鍾內即可，比電池充電時間小二至三個量級
，絕對秒殺充電電池。

 

 ○ 超長壽命：chaochangdexunhuanshiyongshoumingyeshichaojidianrongzuiweirenxingdecanshuzhiyi。qichongfangdianxunhuanshiyongcishuzuigaokedashushiwanci，gaochuchongdiandianchilianggeshuliangji，bingshidemeigechongfangzhouqichengbendadadiyudianchi。erqie
，yuercidianchixiangbi，chaojidianrongmeiyouguochongweixian，meiyou“記憶效應”
，電極也不會發生腐蝕。

 

 ○ 功率密度：盡管超級電容的能量密度不及電池的一成
，但是其功率密度卻非常“任性”

，高至電池的10至100倍。因為峰值大電流放電能力超強，充放電能量轉換效率高。

 

此外，與充電電池相比，超級電容還有成本較低
、放電電壓恒定
、外部電路簡單
、低溫特性好
、更環保等特點，因此在諸多儲能應用中備受青睞。

 

呼之欲出的市場應用

 

正是由於認識到超級電容的這些價值
，近年來它的應用也日漸趨熱。

 

汽車和交通運輸無疑將是未來十年超級電容的第一大應用市場。超級電容充電速度快、提供脈衝功率

、安全、沒有昂貴的材料
、報廢時無需特殊處理等特性
，使其成為未來電動汽車進一步提升續航裏程重要的技術選項。

 

在新能源汽車中，利用超級電容快速充放電的特性，還可以和電池配合形成智能啟停控製係統——chaojidianrongkexunsugaoxiaodixishoudiandongqichezhidongchanshengdezaishengdongnengwanchengchongdian，erzaijiasuhepaposhifangdian，weizhinengqitingkongzhixitongdianjitigongdianneng，yanchangdianchideshiyongshouming。leisidesiluyekeyongzaihuocheheditiedengguidaojiaotongdeshachezhidongxitong，yijiqidongtingzhicaozuopinfandegongyelingyuzhong，shixianjienengdemude。

 

在能源電力領域，後備電源是超級電容一個典型的應用場景：它可以在線路失電時，為開關設備提供可靠的電源支持；也可以在低負荷時儲存電能，而在高負荷時輸出電能，滿足微電網用電需求
，提高電網的穩定性。

 

在新興的物聯網領域，超級電容可以與能量收集技術配合使用，成為使用壽命長、可靠性高、低di成cheng本ben的de儲chu能neng解jie決jue方fang案an。此ci外wai在zai消xiao費fei類lei電dian子zi產chan品pin中zhong
，超chao級ji電dian容rong也ye為wei各ge種zhong便bian攜xie產chan品pin提ti供gong穩wen壓ya或huo充chong當dang電dian源yuan，比bi如ru為wei內nei置zhi的de閃shan光guang燈deng進jin行xing快kuai速su充chong電dian。

 

隨著人們對其應用開發的不斷深化

，超級電容更大的潛力正在釋放出來
，這也會給銳意創新的開發者提供更多“任性”發揮的空間。

 

選擇一顆理想的超級電容

 

當然，設計創意上的“任性”發揮

，並不意味著你在超級電容選擇上可以任性隨便。找一個可靠的供應商、挑選一顆滿足設計所需的超級電容，仍然是開發者必須邁出的堅實的第一步。

 

AVX公司的超級電容就是一個非常不錯的選擇！AVX提供的多個係列的超級電容產品

，都巧妙地融合了高電容、低ESR和低電流、出色的脈衝功率處理能力等特性，在眾多競品中表現搶眼；而且根據不同應用場景的需要，AVX超級電容已經形成完整的產品係列，並有了很多成功的商業案例，成為儲能和脈衝電源等應用的理想選擇。

 

AVX的SCC係列柱式超級電容看起來和普通的電解電容很相似，但電容值最高可達3000F，提供2.7V或3V的額定電壓
，這些電容的工作溫度可高達85°C，帶電壓降額。SCC係列可提供更長的備份時間和更長電池壽命
，並能根據需要提供瞬時功率脈衝
，相關應用包括能量采集
、UPS/工業、無線警報和遠程計量等。

 

SCC係列超級電容

 

 

產品特點

 

 ○ 電容值範圍為1F~3000F

 ○ 高脈衝功率處理能力

 ○ 低ESR

 ○ 低漏電流

 ○ 工作溫度高達85°C，帶電壓降額

 ○ 提供更長備份時間和更長電池壽命

 ○ 能根據需要提供瞬時功率脈衝

 

典型應用

 

 ○ 相機閃光燈係統

 ○ 能量采集

 ○ GSM/GPRS脈衝應用

 ○ UPS/工業

 ○ 無線警報

 ○ 遠程計量

 ○ 掃描儀

 ○ 玩具和遊戲

 

在SCC係列基礎上，AVX還推出了SCC LE產品係列
，所謂LE就是低ESR（Low ESR）的意思
，該係列產品的ESR都在毫歐級的水平，其中的SCCY1AB857PLBLE 在1000 Hz時的ESR甚至低至0.8mΩ。

 

SCC LE係列超級電容

 

 

產品特點

 

 ○ 電容值範圍為3.3F~850F

 ○ 高脈衝功率處理能力

 ○ 超低ESR（毫歐級）

 ○ 低漏電流

 ○ 提供更長備份時間和更長電池壽命

 ○ 能根據需要提供瞬時功率脈衝

 

典型應用

 

 ○ 電力保持模塊

 ○ 能量采集

 ○ UPS/工業

 ○ 機器人電源

 ○ 大脈衝電流應用

 

AVX的SCM係列是串聯的超級電容模組

，它可用於更高電壓的應用，額定電壓從5V到9V。該係列電容的電容範圍為0.47F至7.5F。

 

SCM係列超級電容

 

 

產品特點

 

 ○ 電容範圍為0.47F~7.5F

 ○ 高脈衝功率能力

 ○ 低ESR

 ○ 低漏電流

 ○ 塑料防潮版本

 ○ 工作溫度高達85°C，帶電壓降額

 ○ 提供更長的備份時間和更長電池壽命

 ○ 能根據需要提供瞬時功率脈衝

 

典型應用

 

 ○ 相機閃光燈係統

 ○ 能量采集

 ○ GSM/GPRS脈衝應用

 ○ UPS/工業

 ○ 無線警報

 ○ 遠程計量

 ○ 掃描儀

 ○ 玩具和遊戲

 

上述的AVX的係列超級電容既可單獨使用
，也可與一次或二次電池結合使用
，成為實現創新能源管理方案的利器。

 

 

推薦閱讀：