二、超级电容器简介和基本原理
根据我们的研究和调研发现,除了现在市场关注度较高的锂电池之外,超级电容器作为一种储能方式,具有较大的发展潜力。
超级电容器不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。按照原理进行划分,超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。目前来看,双电层超级电容器的技术更为成熟,在市场上已经逐步推广,所以现在市场上所说的超级电容器一般指的就是双电层电容器。
双电层超级电容器主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,当外加电压添加到超级电容器的两个极板上时,极板的正电极开始存储正电荷,同时负极板开始存储负电荷,在超级电容器两极板上电荷产生的电场的作用下,电解液与电极间的界面上就会形成相反的电荷,以平衡电解液内部的电场,这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上,因此电容量非常大。
但是,在双电层超级电容器储能的过程中并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
总结起来,超级电容器具有如下特点:
充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;
循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;
大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;
功率密度高,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;
产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;
超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;
检测方便,剩余电量可直接读出;
也正是因为超级电容器所具有的上述特点,超级电容器的应用领域十分广泛。
三、超级电容器应用领域广泛
在谈超级电容器的应用之前,我们应该首先明确从目前来看,超级电容器的出现和推广不是为了去取代电池,因为超级电容器和电池都各自具有独立的特性:超级电容器充放电时间快,但是储电量较少,电池充放电时间比较长,储电量相对于超级电容器要多。举个例子来讲电池相当于大象,超级电容器相当于豹子。
超级电容器可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景,在交通运输、工业控制、风光发电、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景。