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科普篇|超级电容器

科普篇|超级电容器

超级电容器(supercapacitor),又叫电化学电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容。包括双电层电容器(Electrostatic double-layer capacitor)和赝电容器(Electrochemical pseudocapacitor),通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,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。它与普通电容的最大区别是它是一种电化学的物理部件,但本身并不进行化学反应,超级电容的储电量特别大,达到每克几百法拉的电容量。

科普篇|超级电容器
图1.超级电容器工作原理图

电容的形成:超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个电容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。

超级电容融合了普通电容的物理特性,很多优势是传统电容、电池无法比拟的:

  • 具有法拉级的超大比电容,这比普通电容要大得多。

  • 可以瞬间释放的功率比普通电池高近十倍,而且不会损坏。

  • 充放电循环寿命在十万次以上,这是最大的优点之一,传统电池一般只能充放千百次左右就达到报废标准。

  • 能在-40度至60度的环境温度中正常使用,传统电池低温下效能将会大大降低。

  • 有超强的荷电保持能力,漏电量非常小,传统电池要经常充电才能保持状态。

  • 充电迅速,它的速度比普通电池快几十倍,几分钟就可充满一辆汽车所需要的电量。

  • 本身不会对环境造成污染,真正免维护,而传统电池仍是有污染。

但超级电容器有致命缺点:与体积相当的电池相比,它的储电量太小。

超级电容虽然不能支持电动车行驶几百公里的路程,但在一些特殊的车辆上,仍将有很大的实用价值。如果把超级电容的电量提升到可行驶几十公里,除了短距离行驶的公交车以外,很大一部分城市使用的微型车将是这一技术的受惠者。在其它领域,例如为大型柴油引擎或燃汽轮机的起动,这些电动机需要很大的瞬间电流,用传统蓄电池寿命将会很短,但超级电容则完全胜任。


文章摘录来源:电工工程世界网和中国百科网


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http://www.chinabaike.com/m/d/1423050.html

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