超级电容器的职业原理

导语：超级电容器是一种新型的电化学储能装置，其储能经过高度可逆。经过研究发现，超级电容器具有法拉级的大容量，其功率密度远大于普通电池的功率密度，并且兼具充放电效率高、绿色环保、无需维护等特点。正是由于超级电容器具备的这些特点，使得大众一再重视并不断研究怎样提高超级电容器性能的课题。

一、超级电容器的概述

1.1 超级电容器的基本概念

超级电容器是一类类似于蓄电池而又有一定程度差别的储能装置。它是一种介于普通电池和普通电容器之间的电化学元件，能量的储存主要是通过极化电解质。其储能经过不仅高度可逆，而且是物理变化经过。因此，超级电容器既能够反复充放电，又不会对比电容产生任何影响。

1.2 超级电容器的储能原理

按照储能原理机制，超级电容器分为下面内容两类：双电层电容和准电容。

(1) 双电层电容

双电层电容器储存能量的途径，主要是通过电极和电解质之间形成的界面双层。在电场的影响下，电解液中的阴阳离子分别向正负两极移动，从而形成双电层。

(2) 准电容

准电容器主要是指在电极材料表面或体相的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。

二、超级电容器的特点

2.1 超级电容器的优点

相对于其它储能装置而言，超级电容器主要有下面内容几点优势：

1. 高比功率：超级电容器的功率密度是普通电池的10-100倍。

2. 使用寿命长：学说上可充放电数十万次，且能够迅速充放电。

3. 影响温度范围宽：在-40到70摄氏度的环境下均能正常职业。

4. 可靠性高：久置不用时，超级电容器的容量性能不会受到影响。

5. 绿色环保：在生产和职业经过中不会产生污染。

2.2 超级电容器的缺点

1. 能量密度低：相较于普通电池，超级电容器的能量密度远低。

2. 耐压较低：单体电压低，受制于电解溶液的分解电压。

3. 成本高：内阻较大，不适用于交流电路。

三、超级电容器的主要应用领域

3.1 运输方面

超级电容器在电动汽车和混合动力汽车领域应用广泛，能够提高机车的启动性，并在温度较低的条件下正常启动。

3.2 消费电子方面

超级电容器可以在体系电压突然降低的情况下，充当后备电源，避免对用电器产生不良影响。

3.3 可再生能源发电

在可再生能源发电或分布式电力体系中，超级电容器能够弥补发电设备输出功率的不稳定性。

3.4 变频驱动体系

超级电容器和功率变换器构成的能量缓冲器，可以应用于电梯等变驱动体系，提供电机所需的峰值功率。

3.5 军事装备

混合型超级电容器能够满足军事装备对储能单元的可靠性和隐蔽性要求。

拓展资料

怎样？怎样样大家都了解了吧，超级电容器作为一种新型的储能装置，凭借其高功率密度、长使用寿命和环保特性，正在各个领域得到广泛应用。虽然其能量密度和耐压等方面存在一定的不足，但通过与传统电池的结合，超级电容器的优势得以充分发挥，未来在储能技术的提高中将扮演重要角色。