超級電容器簡介 深圳富威康超級電容科技有限公司
隨著社會經濟的發展,人們對于綠色能源和生態環境越來越關注,超級電容器作為一種新型的儲能器件,因為其無可替代的優越性,越來越受到人們的重視。在一些需要高功率、高效率解決方案的設計中,工程師已開始采用超級電容器來取代傳統的電池。
電池技術的缺陷
Li離子、NiMH等新型電池可以提供一個可靠的能量儲存方案,并且已經在很多領域中廣泛使用。眾所周知,化學電池是通過電化學反應,產生法拉第電荷轉移來儲存電荷的,使用壽命較短,并且受溫度影響較大,這也同樣是采用鉛酸電池(蓄電池)的設計者所面臨的困難。同時,大電流會直接影響這些電池的壽命,因此,對于要求長壽命、高可靠性的某些應用,這些基于化學反應的電池就顯出種種不足。
超級電容器的特點和優勢
超級電容器的原理并非新技術,常見的超級電容器大多是雙電層結構,同電解電容器相比,這種超級電容器能量密度和功率密度都非常高。同傳統的電容器和二次電池相比,超級電容器儲存電荷的能力比普通電容器高,并具有充放電速度快、效率高、對環境無污染、循環壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點。
除了可以快速充電和放電,超級電容器的另一個主要特點是低阻抗。所以,當一個超級電容器被全部放電時,它將表現出小電阻特性,如果沒有限制,它會拽取可能的源電流。因此,必須采用恒流或恒壓充電器。
10年前,超級電容器每年只能賣出去很少的數量,而且價格很貴,大約1~2美元/法拉,現在,超級電容器已經作為標準產品大批量供應市場,價格也大大降低,平均0.01~0.02美元/法拉。在最近幾年中,超級電容器已經開始進入很多應用領域,如消費電子、工業和交通運輸業等領域。
超級電容器的結構
雖然,目前全球已有許多家超級電容器生產商,可以提供許多種類的超級電容器產品,但大部分產品都是基于一種相似的雙電層結構,超級電容器在結構上與電解電容器非常相似,它們的主要區別在于電極材料。
早期的超級電容器的電極采用碳,碳電極材料的表面積很大,電容的大小取決于表面積和電極的距離,這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離,使超級電容器的容值可以非常大,大多數超級電容器可以做到法拉級,一般容值范圍為1~5000F。
使用超級電容器
超級電容器具有廣泛的用途。與燃料電池等高能量密度的物質相結合,超級電容器能提供快速的能量釋放,滿足高功率需求,從而使燃料電池可以僅作為能量源使用。目前,超級電容器的能量密度可高達20kW/kg,已經開始搶占傳統電容器和電池之間的這部分市場。
在那些要求高可靠性而對能量要求不高的應用中,可以用超級電容器來取代電池,也可以將超級電容器和電池結合起來,應用在對能量要求很高的場合,從而可以采用體積更小、更經濟的電池。
超級電容器的ESR值很低,從而可以輸出大電流,也可以快速吸收大電流。同化學充電原理相比,超級電容器的工作原理使這種產品的性能更穩定,因此,超級電容器的使用壽命更長。對于像電動工具和玩具這種需要快速充電的設備來說,超級電容器無疑是一個很理想的電源。 |
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