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

之zhi所suo以yi叫jiao超chao級ji電dian容rong
，是shi因yin為wei超chao級ji電dian容rong的de容rong值zhi都dou是shi法fa拉la級ji的de，且qie可ke以yi很hen快kuai提ti供gong一yi個ge充chong放fang電dian
，這zhe是shi傳chuan統tong的de電dian容rong或huo者zhe電dian池chi做zuo不bu到dao的de。下xia麵mian介jie紹shao了le各ge種zhong產chan品pin不bu同tong的de應ying用yong範fan圍wei
，橫heng坐zuo標biao是shi能neng流liu密mi度du，縱zong坐zuo標biao是shi能neng量liang密mi度du
，從cong中zhong可ke以yi看kan到dao哪na個ge地di方fang是shi電dian池chi的de應ying用yong範fan圍wei，哪na個ge地di方fang是shi傳chuan統tong電dian容rong的de應ying用yong範fan圍wei，哪na一yi塊kuai是shi超chao級ji電dian容rong的de應ying用yong範fan圍wei。

 
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。

傳(chuan)統(tong)的(de)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)是(shi)使(shi)用(yong)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)。以(yi)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)為(wei)例(li)，有(you)風(feng)時(shi)由(you)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)，無(wu)風(feng)時(shi)由(you)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)供(gong)電(dian)。當(dang)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai)進(jin)行(xing)切(qie)換(huan)時(shi)，鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)需(xu)要(yao)十(shi)幾(ji)秒(miao)的(de)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)。這(zhe)時(shi)便(bian)可(ke)由(you)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)進(jin)行(xing)輔(fu)助(zhu)。由(you)於(yu)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)將(jiang)電(dian)荷(he)儲(chu)存(cun)起(qi)來(lai)，可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)的(de)補(bu)充(chong)和(he)釋(shi)放(fang)，而(er)電(dian)池(chi)則(ze)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)充(chong)放(fang)電(dian)。在(zai)這(zhe)十(shi)幾(ji)秒(miao)的(de)時(shi)間(jian)裏(li)，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)短(duan)時(shi)間(jian)的(de)能(neng)量(liang)，保(bao)證(zheng)電(dian)源(yuan)穩(wen)定(ding)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)可(ke)以(yi)工(gong)作(zuo)在(zai)在(zai)-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4所suo示shi
，超chao級ji電dian容rong和he電dian池chi在zai儲chu能neng原yuan理li上shang最zui大da的de不bu同tong在zai於yu超chao級ji電dian容rong利li用yong的de是shi物wu理li的de儲chu能neng方fang式shi而er電dian池chi利li用yong的de是shi化hua學xue的de儲chu能neng方fang式shi。同tong時shi
，超chao級ji電dian容rong和he電dian池chi的de儲chu能neng的de決jue定ding因yin素su也ye不bu同tong。

 
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℃。