超級電容器憑什么能取代鋰電,可能嗎?
超級電容器,據了解超級電容器應用極為廣泛,除電動汽車之外、在風儲能、家庭儲能、地鐵能量回收等多種儲能領域都可應用。
什么是超級電容器呢?
超級電容器就指相對傳統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,不會發生化學反應;而法拉第贗電容則剛好像相反,通過化學吸附或者氧化還原反應來存儲能量。
超級電容器集合了雙層電容和法拉第贗電容器的優點:壽命長,能維持數百萬個充放電循環的壽命;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,大大高于電化學電池,雖然非常低的內部內阻允許極快速放電,但是很容易導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構決定的。超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當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、負電極與負電荷對應。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、電極之間產生相反的電荷,此時正電荷、負電荷分別處于不同的接觸面,這種條件下的負荷分布則屬于“雙電層”,原理如圖1.因電容器結構組合上的改進,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準電位時,超級電容器則是正常的工作狀態,相反則不正常。根據超級電容器原理,其在運用過程中并沒有出現化學反應,僅僅是在物理性質上的變化,因而超級電容器的穩定性更加可靠。
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