超級電容器憑什么能取代鋰電,可能嗎?
超級電容器,據(jù)了解超級電容器應(yīng)用極為廣泛,除電動汽車之外、在風(fēng)儲能、家庭儲能、地鐵能量回收等多種儲能領(lǐng)域都可應(yīng)用。
什么是超級電容器呢?
超級電容器就指相對傳統(tǒng)電容器具有而言具有更高容量的一種電容器。通過計劃電解質(zhì)來儲能能量。它的儲能效果介于電容器和電池之間,它既具有電容器快速充放電的特點,又有電池的儲能特點。
超級電容器分為如下三種:雙電層電容器、法拉第贗電容器以及由這兩種組合而成的混合型超級電容器。其中雙電層電容器通過正負(fù)離子在固體電極和電解液之間的表面上分別吸附來儲能能量,是物理過程,不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng);而法拉第贗電容則剛好像相反,通過化學(xué)吸附或者氧化還原反應(yīng)來存儲能量。
超級電容器集合了雙層電容和法拉第贗電容器的優(yōu)點:壽命長,能維持?jǐn)?shù)百萬個充放電循環(huán)的壽命;每個周期的平均成本低,良好的可逆性;充電和放電率非常高;非常低的內(nèi)部電阻和隨之而來的高周期律和極低的放熱;高輸出功率;比功率高;使用無腐蝕性的電解質(zhì)和低毒性材料,提高了安全性;簡單的充電方式,無需過充電檢測,因為沒有了過充的可能;超級電容器也存在每單位重量存儲能量較低的情況,且自放電率高,大大高于電化學(xué)電池,雖然非常低的內(nèi)部內(nèi)阻允許極快速放電,但是很容易導(dǎo)致隔膜破裂而造成短路。
1.超級電容的原理
“雙電層原理”是超級電容器的核心,這是由該裝置的雙電層結(jié)構(gòu)決定的。超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓作用于普通電容器的兩個極板時,裝置存儲電荷的原理是一樣的,即正電極與正電荷對應(yīng)、負(fù)電極與負(fù)電荷對應(yīng)。而超級電容器除了這些功能外,若其受到電場作用則會在電解液、電極之間產(chǎn)生相反的電荷,此時正電荷、負(fù)電荷分別處于不同的接觸面,這種條件下的負(fù)荷分布則屬于“雙電層”,原理如圖1.因電容器結(jié)構(gòu)組合上的改進,超級電容器的電容儲存量極大。此外,如果超級電容器兩極板間電勢小于電解液的標(biāo)準(zhǔn)電位時,超級電容器則是正常的工作狀態(tài),相反則不正常。根據(jù)超級電容器原理,其在運用過程中并沒有出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),僅僅是在物理性質(zhì)上的變化,因而超級電容器的穩(wěn)定性更加可靠。
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