超級(jí)電容器憑什么能取代鋰電，可能嗎？

超級(jí)電容器憑什么能取代鋰電，可能嗎？

超級(jí)電容器，據(jù)了解超級(jí)電容器應(yīng)用極為廣泛，除電動(dòng)汽車之外、在風(fēng)儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能、地鐵能量回收等多種儲(chǔ)能領(lǐng)域都可應(yīng)用。

什么是超級(jí)電容器呢？

超級(jí)電容器就指相對(duì)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(jì)劃電解質(zhì)來儲(chǔ)能能量。它的儲(chǔ)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(diǎn)，又有電池的儲(chǔ)能特點(diǎn)。

超級(jí)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(jí)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(chǔ)能能量，是物理過程，不會(huì)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(chǔ)能量。

超級(jí)電容器集合了雙層電容和法拉第贗電容器的優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)，能維持?jǐn)?shù)百萬(wàn)個(gè)充放電循環(huán)的壽命；每個(gè)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(jiǎn)單的充電方式，無需過充電檢測(cè)，因?yàn)闆]有了過充的可能；超級(jí)電容器也存在每單位重量存儲(chǔ)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?jī)?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(jí)電容的原理

“雙電層原理”是超級(jí)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(jí)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(gè)極板時(shí)，裝置存儲(chǔ)電荷的原理是一樣的，即正電極與正電荷對(duì)應(yīng)、負(fù)電極與負(fù)電荷對(duì)應(yīng)。而超級(jí)電容器除了這些功能外，若其受到電場(chǎng)作用則會(huì)在電解液、電極之間產(chǎn)生相反的電荷，此時(shí)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(jìn)，超級(jí)電容器的電容儲(chǔ)存量極大。此外，如果超級(jí)電容器兩極板間電勢(shì)小于電解液的標(biāo)準(zhǔn)電位時(shí)，超級(jí)電容器則是正常的工作狀態(tài)，相反則不正常。根據(jù)超級(jí)電容器原理，其在運(yùn)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(jí)電容器的穩(wěn)定性更加可靠。