鉅大LARGE | 點擊量:6893次 | 2018年09月15日
超級電容器有哪些特點
與傳統(tǒng)電容器相比,超級電容器具有更大的比電容、更高的能量密度、更長的使用壽命等特點,而與鋰離子電池相比,超級電容器又具有更高的功率密度、更長的使用壽命及綠色環(huán)保等優(yōu)點。超級電容器在未來儲能器件領(lǐng)域占有絕對的優(yōu)勢,在特種、混合動力汽車、智能儀表等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
隨著社會的快速發(fā)展和人口的急劇增長,資源消耗日益增加,能源危機(jī)迫在眉睫,因此,尋找清潔高效的新能源與能源存儲技術(shù)及裝置已成為備受關(guān)注的研究課題。與傳統(tǒng)電容器相比,超級電容器具有更大的比電容、更高的能量密度、更長的使用壽命等特點,而與鋰離子電池相比,超級電容器又具有更高的功率密度、更長的使用壽命及綠色環(huán)保等優(yōu)點。超級電容器在未來儲能器件領(lǐng)域占有絕對的優(yōu)勢,在特種、混合動力汽車、智能儀表等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲能器件,通過在電極材料和電解質(zhì)界面快速的離子吸脫附或完全可逆的法拉第氧化還原反應(yīng)來存儲能量,根據(jù)儲能與轉(zhuǎn)化機(jī)制的不同可將超級電容器分為雙電層電容器(Electric double layer capacitors,EDLC)和法拉第準(zhǔn)電容器(又叫贗電容器,Pseudocapacitors)。雙電層電容器是建立在雙電層理論基礎(chǔ)之上的,1879年,Helmholz發(fā)現(xiàn)了電化學(xué)界面的雙電層電容性質(zhì);1957年,Becker申請了第一個由高比表面積活性炭作電極材料的電化學(xué)電容器方面的專利(提出可以將小型電化學(xué)電容器用做儲能器件);1962年,標(biāo)準(zhǔn)石油公司(SOHIO)生產(chǎn)了一種6V的以活性碳(AC)作為電極材料、以硫酸水溶液作為電解質(zhì)的超級電容器,1969年,該公司首先實現(xiàn)了碳材料電化學(xué)電容器的商業(yè)化;1979年,NEC公司開始生產(chǎn)超級電容(Super CaPACitor),開始了電化學(xué)電容器的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。隨著材料與工藝關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破,產(chǎn)品質(zhì)量和性能不斷得到穩(wěn)定和提升,到了九十年代末開始進(jìn)入大容量高功率型超級電容器的全面產(chǎn)業(yè)化發(fā)展時期。超級電容器作為電化學(xué)能源存儲領(lǐng)域的前沿研究方向之一,近十年內(nèi)有多個突破性工作,其發(fā)展也向著小型化、柔性化、平面化等方向發(fā)展。
石墨烯在實驗室中是2004年被發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈˙杰姆和克斯特亞˙諾沃消洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。石墨烯具有優(yōu)異的電導(dǎo)性、超高的比理論表面積、穩(wěn)定的物理化學(xué)特性等特點,因此石墨烯基超級電容器具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,如高的比容量、極長的壽命、極小的阻力等。目前石墨烯基超級電容器研究成為儲能領(lǐng)域的一大熱點,石墨烯基電極材料有望全面超越傳統(tǒng)碳材料而得到廣泛應(yīng)用。然而石墨烯團(tuán)聚導(dǎo)致的低表面積和長離子傳輸路徑嚴(yán)重限制了石墨烯基電容器的應(yīng)用價值,因此人們一直致力于制備大比表面積、短離子傳輸路徑的石墨烯基電極材料。
超級電容器特點
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(1)充電速度快,充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;
(2)循環(huán)使用壽命長,深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次,沒有“記憶效應(yīng)”;
(3)大電流放電能力超強(qiáng),能量轉(zhuǎn)換效率高,過程損失小,大電流能量循環(huán)效率≥90%;
(4)功率密度高,可達(dá)300W/KG~5000W/KG,相當(dāng)于電池的5~10倍;
(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環(huán)保電源;
(6)充放電線路簡單,無需充電電池那樣的充電電路,安全系數(shù)高,長期使用免維護(hù);
(7)超低溫特性好,溫度范圍寬-40℃~+70℃;
(8)檢測方便,剩余電量可直接讀出;
(9)容量范圍通常0.1F--1000F。
超級電容器特點_超級電容器優(yōu)缺點
超級電容器優(yōu)缺點
超級電容器在使用過程中并非每一個方面都是優(yōu)越的,這就要求在運用超級電容器時能熟練掌握該裝置的優(yōu)缺點。受到制造技術(shù)的限制,我國在使用超級電容器時還存在安裝、調(diào)試等方面的不足。不少設(shè)備因盲目使用超級電容器造成電路故障,影響了整個設(shè)備性能的發(fā)揮。作為電容器的新產(chǎn)品,超級電容器呈現(xiàn)出來的優(yōu)點要顯著大于缺點。