超級(jí)電容器是一種電化學(xué)原理的電元件，并且它的儲(chǔ)能方式是通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)完成的。雖然稱為電化學(xué)元件，但實(shí)際上它在工作和儲(chǔ)能過(guò)程中是沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的。由于超級(jí)電容器不像傳統(tǒng)電池使用時(shí)單方面的放能，相反的它不僅能放能，儲(chǔ)能的過(guò)程也是可逆的。所以正常的超級(jí)電容器一般都會(huì)充放電非常久（甚至數(shù)十萬(wàn)次）。超級(jí)電容器的原理我們可以理解為它是由兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的懸浮在電解質(zhì)中的多孔電極板組成的，當(dāng)電流到達(dá)多極板時(shí)，正極板吸引負(fù)離子，而負(fù)極板吸引正離子。最終在他們之間形成了一個(gè)容性的存儲(chǔ)層，從而達(dá)到儲(chǔ)存電量的目的。下面賢集網(wǎng)小編來(lái)詳細(xì)為大家介紹什么是超級(jí)電容器？超級(jí)電容器和電池有什么區(qū)別？超級(jí)電容器的分類、特點(diǎn)、主要參數(shù)、主要功能、應(yīng)用、使用注意事項(xiàng)。一起來(lái)看看吧！
超級(jí)電容器的分類
一、按原理
按原理分為雙電層型超級(jí)電容器和贗電容型超級(jí)電容器：
1、雙電層型超級(jí)電容器
（1）活性碳電極材料，采用了高比表面積的活性炭材料經(jīng)過(guò)成型制備電極。
（2）碳纖維電極材料，采用活性炭纖維成形材料，如布、氈等經(jīng)過(guò)增強(qiáng)，噴涂或熔融金屬增強(qiáng)其導(dǎo)電性制備電極。
（3）碳?xì)饽z電極材料，采用前驅(qū)材料制備凝膠，經(jīng)過(guò)炭化活化得到電極材料。
（4）碳納米管電極材料，碳納米管具有極好的中孔性能和導(dǎo)電性，采用高比表面積的碳納米管材料，可以制得非常優(yōu)良的超級(jí)電容器電極。
以上電極材料可以制成：
（1）平板型超級(jí)電容器，在扣式體系中多采用平板狀和圓片狀的電極，另外也有Econd公司產(chǎn)品為典型代表的多層疊片串聯(lián)組合而成的高壓超級(jí)電容器，可以達(dá)到300V以上的工作電壓。
（2）繞卷型溶劑電容器，采用電極材料涂覆在集流體上，經(jīng)過(guò)繞制得到，這類電容器通常具有更大的電容量和更高的功率密度。
2、贗電容型超級(jí)電容器
包括金屬氧化物電極材料與聚合物電極材料，金屬氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作為正極材料，活性炭作為負(fù)極材料制備的超級(jí)電容器，導(dǎo)電聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等經(jīng)P型或N型或P/N型摻雜制取電極，以此制備超級(jí)電容器。這一類型超級(jí)電容器具有非常高的能量密度，除NiOx型外，其它類型多處于研究階段，還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
二、按電解質(zhì)類型
可以分為水性電解質(zhì)和有機(jī)電解質(zhì)類型：
1、水性電解質(zhì)
（1）酸性電解質(zhì)，多采用36%的H2SO4水溶液作為電解質(zhì)。
（2）堿性電解質(zhì)，通常采用KOH、NaOH等強(qiáng)堿作為電解質(zhì)，水作為溶劑。
（3）中性電解質(zhì)，通常采用KCl、NaCl等鹽作為電解質(zhì)，水作為溶劑，多用于氧化錳電極材料的電解液。
2、有機(jī)電解質(zhì)
通常采用LiClO4為典型代表的鋰鹽、TEABF4作為典型代表的季胺鹽等作為電解質(zhì)，有機(jī)溶劑如PC、ACN、GBL、THL等有機(jī)溶劑作為溶劑，電解質(zhì)在溶劑中接近飽和溶解度。
三、其他
1、液體電解質(zhì)超級(jí)電容器，多數(shù)超級(jí)電容器電解質(zhì)均為液態(tài)。
2、固體電解質(zhì)超級(jí)電容器，隨著鋰離子電池固態(tài)電解液的發(fā)展，應(yīng)用于超級(jí)電容器的電解質(zhì)也對(duì)凝膠電解質(zhì)和PEO等固體電解質(zhì)進(jìn)行研究。
超級(jí)電容器的特點(diǎn)
1、功率密度高。可達(dá)102~104 W/kg，遠(yuǎn)高于蓄電池的功率密度水平。
2、循環(huán)壽命長(zhǎng)。在幾秒鐘的高速深度充放電循環(huán)50萬(wàn)次至100萬(wàn)次后，超級(jí)電容器的特性變化很小，容量和內(nèi)阻僅降低10%~20%。
3、工作溫限寬。由于在低溫狀態(tài)下超級(jí)電容器中離子的吸附和脫附速度變化不大，因此其容量變化遠(yuǎn)小于蓄電池。商業(yè)化超級(jí)電容器的工作溫度范圍可達(dá)-40℃~+80℃。
4、免維護(hù)。超級(jí)電容器充放電效率高，對(duì)過(guò)充電和過(guò)放電有一定的承受能力，可穩(wěn)定地反復(fù)充放電，在理論上是不需要進(jìn)行維護(hù)的。
5、綠色環(huán)保。超級(jí)電容器在生產(chǎn)過(guò)程中不使用重金屬和其他有害的化學(xué)物質(zhì)，且自身壽命較長(zhǎng)，因而是一種新型的綠色環(huán)保電源。
超級(jí)電容器的主要參數(shù)
1、壽命:超級(jí)電容器的內(nèi)阻增加，則容量降低j在規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)，它的有效使用時(shí)間是可以延長(zhǎng)的，一般跟它的特點(diǎn)第4條所規(guī)定的有關(guān)。影響壽命的是活性干涸、內(nèi)阻加大，存儲(chǔ)電能能力下降至63.2%稱為壽命終結(jié)。
2、電壓:超級(jí)電容器有一個(gè)推薦電壓和一個(gè)最佳工作電壓 如果使用電壓高于推薦電壓，將縮短電容器的壽命，但是電容器能連續(xù)長(zhǎng)期工作在過(guò)高壓狀態(tài)下，電容器內(nèi)部的活性炭將分解形成氣體，有利存儲(chǔ)電能，但不能超過(guò)推薦電壓的1.3倍，否則將會(huì)因電壓超高而損壞超級(jí)電容器。
3、溫度:超級(jí)電容器的正常操作溫度是-40~70℃。溫度與電壓是影響超級(jí)電容器壽命的重要因素。溫度每升高5℃，電容器的壽命將下降10%。在低溫下，提高電容器的工作電壓，電容器的內(nèi)阻不會(huì)上升，可提高電容器的使用效率。
4、放電:在脈沖充電技術(shù)里，電容內(nèi)阻是重要因素;在小電流放電中，容量又是重要因素。
5、充電:電容充電有多種方式，如恒流充電、恒壓充電、脈沖充電等。在充電過(guò)程中，在電容回路串接一只電阻，將降低充電電流，提高電池的使用壽命。
超級(jí)電容器的主要功能
具體功能如下：
1、旁路。超級(jí)電容器中的旁路電容可以定期儲(chǔ)存電能，但其它元器件在運(yùn)行中需要能量時(shí)，則能及時(shí)釋放出電荷維持使用。旁路電容器的最大功能表現(xiàn)于穩(wěn)壓器電荷輸出的均衡，避免了電荷傳輸混亂而引起電路故障，裝置充電、放電的靈活性較強(qiáng)，如圖2：
超級(jí)電容器的應(yīng)用
超級(jí)電容器可與安裝在狹小空間內(nèi)的能量收集解決方案結(jié)合使用。當(dāng)它們用作峰值輸出的輔助電源時(shí)，您可以減小電源的尺寸并提高整體性能。以下是超級(jí)電容器的一些可能應(yīng)用：
1、電源故障時(shí)存儲(chǔ)和備份存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)：超級(jí)電容器可以集成到消費(fèi)電子產(chǎn)品，IT設(shè)備和通信系統(tǒng)中，以保護(hù)存儲(chǔ)器內(nèi)容。相關(guān)應(yīng)用程序是內(nèi)部備用電源。超級(jí)電容器可以作為電池更換或短期備用電源。
2、電動(dòng)車輛：電動(dòng)車輛受到諸如低功率密度，有限的充電/放電循環(huán)，高溫依賴性和延長(zhǎng)充電時(shí)間的限制的影響。超級(jí)電容器克服了這些限制，盡管它們具有較低的能量密度和較高的成本。存儲(chǔ)設(shè)備的組合可能是首選解決方案。與超級(jí)電容器組等高功率設(shè)備可以滿足與陡峭上升加速或努力相關(guān)的峰值負(fù)載要求。此外，超級(jí)電容器可用于再生制動(dòng)系統(tǒng)ICfans。
3、可再生能源的應(yīng)用：在太陽(yáng)能光伏應(yīng)用中，有必要每3到7年更換一次電池，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀啄p。超級(jí)電容器的使用可以消除頻繁維護(hù)和更換的需要。此外，能源效率是以可再生方式生產(chǎn)能源的關(guān)鍵方面，超級(jí)電容器表現(xiàn)出比電池更高的充電效率。
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