兩個KEMET超級電容器的圖像

，FR0H224ZF（左）和FYD0H223ZF（右） 

 

理論上可以用超級電容器替換電池，但更換整個電池組需要大量的電池。然而，隨著穩步發展，超級電容器正在許多應用市場（如汽車行業）中獲得關注

，為網絡化能源存儲等新興行業開辟了新的可能性。

 

什麼是超級電容
？

 

超級電容器（有時稱為SC）是能夠快速存儲和供應高功率電力以及大量循環（高達數百萬次循環）而不會顯示性能衰減的電化學裝置。

 

最簡單的超級電容器主要由兩個電極和插入其中的電解質組成。電荷布置在電極/電解質界麵中，並且沒有化學氧化還原過程。由於累積的物理過程是有限的，所以材料必須具有高表麵積以累積許多電荷。

 

超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)雙(shuang)層(ceng)電(dian)容(rong)器(qi)，具(ju)有(you)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)容(rong)量(liang)但(dan)具(ju)有(you)低(di)電(dian)壓(ya)限(xian)製(zhi)。與(yu)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi)
，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)具(ju)有(you)更(geng)大(da)的(de)麵(mian)積(ji)，用(yong)於(yu)存(cun)儲(chu)更(geng)多(duo)電(dian)荷(he)，電(dian)容(rong)達(da)到(dao)法(fa)拉(la)（F）範圍，並且它們比電解電容器存儲更多能量。它們具有低漏電流，適用於可在1.8V - 2.5V範圍內工作的許多應用。超級電容器的壽命為10 - 20年，但在大約8 - 10年後，容量可以從100％降低到80％。

 

由於具有低等效串聯電阻（ESR）
，超級電容器可提供高負載電流和快速充電。微型超級電容器是類似MEMS的de器qi件jian，可ke以yi承cheng受shou反fan複fu彎wan曲qu，因yin此ci適shi用yong於yu靈ling活huo的de應ying用yong。這zhe是shi可ke穿chuan戴dai設she備bei和he物wu聯lian網wang應ying用yong的de理li想xiang選xuan擇ze。正zheng在zai開kai發fa柔rou性xing固gu態tai微wei超chao級ji電dian容rong器qi玻bo璃li，矽gui和he紙zhi基ji板ban。

 

當dang向xiang超chao級ji電dian容rong器qi施shi加jia電dian壓ya時shi
，在zai表biao麵mian上shang產chan生sheng兩liang個ge單dan獨du的de電dian荷he層ceng
，其qi間jian隔ge距ju離li小xiao於yu傳chuan統tong電dian容rong器qi的de間jian隔ge距ju離li。這zhe就jiu是shi超chao級ji電dian容rong器qi通tong常chang被bei稱cheng為wei雙shuang層ceng電dian容rong器qi或huoEDLC的原因。

 

超級電容器與標準電容器的比較。圖片來自  Fairprice Electronics，源自Maxwell

 

超級電容器和電池有什麼區別？

 

電池長期以來一直是能量儲存的主要形式。它們如何被電容器克服
，即使是“超級”電容器
？

 

首先
，電池逐漸失去充電能力

，而電容器幾乎提供無限的充電和放電循環。

 

其次，與電池相比，電容器具有非常低的內阻。它們可以提供比電池更多的瞬時功率。

 

對於具有能量供應機製的物聯網（IoT）應用，將這種強大的能量存儲設備結合到芯片中的能力是必不可少的要求。超級電容器和微電池是可以滿足這些需求的兩種工具。

 

四種儲能技術的功率密度和能量密度。圖片來自國際科學與工程研究期刊，第4卷
，第8期

，2013年8月583

 

除chu了le幾ji乎hu所suo有you的de電dian動dong汽qi車che之zhi外wai，鋰li離li子zi電dian池chi幾ji乎hu為wei所suo有you現xian代dai便bian攜xie式shi電dian子zi設she備bei供gong電dian。對dui於yu電dian池chi，充chong電dian和he放fang電dian過guo程cheng緩huan慢man並bing且qie可ke以yi隨sui時shi間jian降jiang低di電dian池chi內nei的de化hua合he物wu，導dao致zhi較jiao低di的de功gong率lv密mi度du和he存cun儲chu容rong量liang。

 

chaojidianrongqishiyongbutongdenengliangcunchujizhi。zaichaojidianrongqizhong，nengliangyijingdianfangshicunchuzaicailiaobiaomian
，bushejihuaxuefanying。chaojidianrongqidezhuyaoquedianshiyudianchixiangbinengliangmidudi。erqie，chaojidianrongqicailiao（例如石墨烯）的成本通常超過用於製造電池的材料的成本。

 

超級電容器的應用

 

超chao級ji電dian容rong器qi可ke與yu安an裝zhuang在zai狹xia小xiao空kong間jian內nei的de能neng量liang收shou集ji解jie決jue方fang案an結jie合he使shi用yong。當dang它ta們men用yong作zuo峰feng值zhi輸shu出chu的de輔fu助zhu電dian源yuan時shi，您nin可ke以yi減jian小xiao電dian源yuan的de尺chi寸cun並bing提ti高gao整zheng體ti性xing能neng。

 

以下是超級電容器的一些可能應用：

 

電源故障時存儲和備份存儲器數據：超級電容器可以集成到消費電子產品，IT設備和通信係統中
，以保護存儲器內容。相關應用程序是內部備用電源。超級電容器可以作為電池更換或短期備用電源。

 

電動車輛：電動車輛受到諸如低功率密度，有限的充電/fangdianxunhuan，gaowenyilaixingheyanchangchongdianshijiandexianzhideyingxiang。chaojidianrongqikefulezhexiexianzhi
，jinguantamenjuyoujiaodidenengliangmiduhejiaogaodechengben。cunchushebeidezuhekenengshishouxuanjiejuefangan。yuchaojidianrongqizudenggaogonglvshebeikeyimanzuyudouqiaoshangshengjiasuhuonulixiangguandefengzhifuzaiyaoqiu。ciwai，chaojidianrongqikeyongyuzaishengzhidongxitong。

 

可再生能源的應用：在太陽能光伏應用中，有必要每3到7niangenghuanyicidianchi

，yinweitamenrongyimosun。chaojidianrongqideshiyongkeyixiaochupinfanweihuhegenghuandexuyao。ciwai，nengyuanxiaolvshiyikezaishengfangshishengchannengyuandeguanjianfangmian，chaojidianrongqibiaoxianchubidianchigenggaodechongdianxiaolv。

 

結論

 

超級電容器是一種新興的能量存儲技術，可以成為許多電子係統的重要組成部分。鋰離子電池非常成功，但在功率密度和充電/放電循環次數方麵
，它們永遠無法與超級電容器競爭。

 

 

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