什么是超級電容器?
超級電容器是一種類似于電池,可以進行充放電的未來新型儲能裝置。儲能原理方面與電池的唯一區別是:超級電容器(雙電層類型的超級電容器)僅依靠物理吸附而不是通過化學反應。超級電容器與電池具有相同的市場,將成為支撐未來移動高科技發展的支柱之一。
其他可充電式的儲能裝置有哪些?
電池的種類很多,主要有以下三種:鉛酸電池、鎳鎘/鎳氫電池、鋰離子/鋰聚合物電池。鉛酸電池主要用于汽車及固定能量儲存,鎳、鋰電池目前廣泛應用于移動電子產品。雖然燃料電池被人們給予很高的期望,但仍有很多問題有待解決,實際應用仍需要很長時間。
超級電容器適合應用于哪些重要的儲能裝置中?
超級電容器主要應用于兩類儲能市場:以鉛酸電池站主導地位的汽車及固定能量儲存市場和以鎳、鋰電池占主導地位的消費類電子產品市場。超級電容器能夠很好的應用于這兩個市場并且已經在這兩個市場中取得了巨大發展。技術的快速進步和成本的降低將使其能夠最終在儲能裝置市場確立自己第四大(或五大)的地位。
超級電容器相對于電池的優勢有哪些?
超級電容器的優勢體現在瞬時功率、壽命、穩定性方面。
功率是指裝置瞬間充電或放電的能力。人們所熟知的應用,如汽車的發動機啟動和無線傳輸,就是利用電池的放電功率。因此,電池的瞬間放電功率遠比其能夠儲存多少能量更為重要。超級電容器的瞬時功率比電池大10倍以上。瞬時功率對那些要求具備很高穩定性的應用領域十分關鍵。
充電電池完全充放電循環壽命不足1000次。而超級電容器可持續充放電循環一百萬次。一方面,使用電池的設備需要多次更換電池,且電池維護費用高。另一方面,混合動力公交車上使用的超級電容器的壽命大大超過了公交車本身的使用壽命(15年,百萬英里)。其近乎永久的使用壽命和較寬的工作溫度范圍,意味著在極端使用環境下的可靠性和穩定性。相反,電池裝置則十分脆弱。其要求在使用過程中持續監控、電路保護以及發熱監管都將轉化為高昂的使用費用。
與電池相比,超級電容有哪些不足?
低能量密度,高價格。這就意味著超級電容器市場是電池的高端市場,客戶要追求超級電容優異的瞬時功率、壽命和穩定性就必須支付更高的購置成本。現今超級電容器主要應用于混合動力巴士、柴油發動機啟動裝置、功率調節器、無線設備、數碼相機、無源遠程控制器、無線電力工具等。
相對于電池,超級電容器的前景如何?
一些成熟的電池技術如鋰離子電池、鎳氫電池以及鉛酸電池等都已發展成熟,因其充放電過程會發生化學反應,這就限制了它的發展。因此電池的性能的提升主要依靠的是封裝技術的提高以及制備工藝的強化。超級電容器技術仍處于起步的“嬰兒階段”,具有很高的開發潛力,與受到電池固定結構限制的化學電池相比超級電容器主要依靠材料的物理性能進行能量儲存。同時,與其他主流電池相比,超級電容器現在仍沒有充分利用表面能量儲存的潛力,沒有擺脫“作坊”式的制造模式以及原材料供應的短缺。