超级电容器
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为什么是超级?
超级电容器将能量存储在分离的电荷中。用于存储电荷的面积越大,分离电荷的密度越高,电容就越大。
传统电容器的面积是指导体的平面面积。为了获得更大的容量,导体材料会被卷得很长,有时还会采用特殊结构来增加其表面积。传统电容器的两个电极之间用绝缘材料隔开,通常是塑料薄膜、纸张等。这些材料通常需要尽可能薄。
该超级电容器的面积基于多孔碳材料,其多孔结可实现高达 2000m²/g 的比表面积,一些措施还能进一步增大表面积。超级电容器电荷分离的距离取决于被带电电极吸引的电解质离子的大小。该距离(<10 Å)小于传统电容器薄膜材料所能达到的距离。
超级电容器具有很大的表面积和非常小的电荷分离距离,与传统电容器相比,其静态容量出奇地高。
与电池相比,哪个更好?
与电池不同,超级电容器在某些应用中可能优于电池。有时,将两者结合起来,结合电容器的功率特性和电池的高能量存储能力,是一种更好的方法。
超级电容器可以在其额定电压范围内充电至任意电位,并且可以完全释放。而电池则受限于自身的化学反应,工作电压范围很窄,如果过度释放,可能会造成性损伤。
超级电容器的荷电状态 (SOC) 和电压构成一个简单的函数,而电池的充电状态涉及各种复杂的转换。
超级电容器比同等尺寸的传统电容器能储存更多能量。在某些应用中,功率决定了储能设备的尺寸,因此超级电容器是更好的选择。
超级电容器可以反复传输能量脉冲而不会产生任何不良影响,而电池如果反复传输高功率脉冲,其寿命就会受到影响。
超级电容器可以快速充电,而电池如果充电过快可能会损坏。
超级电容器可以循环使用数十万次,而电池的寿命只有几百次。
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