超級電容器簡介

超級電容器是一種新型高性能儲能器件,介於傳統電容器和二次性電池之間,特別適合用於短時間高功率輸出、快速充電、長壽命、能量回收等場合,妥善解決了儲能設備高比功率和高比能量輸出之間的矛盾。超級電容器非常適合用於純電動公車巴士、混合動力汽車、軌道交通、港口機械、節能電梯、電動工具、電力電子系統以及航天軍事等領域,是21世紀理想的環保型儲能器件之一

超級電容器分類和儲能機理

  • 雙電層電容器 (EDLC) :正負極都利用表面吸附離子來儲能,吸附的離子都來自於電解液
  • 鋰離子電容器 (LIC):一極為雙電層儲能或贗電容儲能,另一極為電化學儲能

EDLC (雙電層電容器)原理

正極(活性炭)儲能機理 靜電吸附電解液中的陰離子,純物理過程,無電化學反應
負極(活性炭)儲能機理 靜電吸附電解液中的陽離子,純物理過程,無電化學反應

LIC (鋰離子電容器)原理

LIC在同一電解池中實現了雙電層電容器(EDLC)和鋰離子電池技術的結合,在 保持高比功率、長壽命和快速充電特性的前 提下,大幅度提高了能量密度,拓展了用途。可視為小型的UPS。

正極(活性炭)儲能機理 靜電吸附電解液中的陰離子,純物理過程,無電化學反應 雙電層電容器正極
負極(石墨類炭材料) 儲能機理 鋰離子嵌入嵌出反應,電化學反應 鋰離子電池負極

超級電容器簡介

器件 EDLC (雙電層電容器) LIC (鋰離子電容器) LIB (鋰離子電池)
正極 活性炭 活性炭 LiCoO2 / LiMnO4
負極 活性炭 石墨/硬炭 石墨
電解液 有機溶劑 有機溶劑 有機溶劑
工作原理 雙電層 正極:與 EDLC一樣 鋰離子崁入崁出
負極:鋰離子崁入崁出
工作溫度範圍 充電 -40-85°C -25~55°C&65°C(軟包)/70°C&85°C(鋁殼) 0-45°C
放電 -40~85°C -25~55°C&65°C(軟包)/70°C&85°C(鋁殼) -25~50°C
最大工作電壓 2.7~3.0V 3.8V or 4.0V 3.7~4.2V
最大充電倍率 ~1,000C ~20C ~1C
最大放電倍率 ~1,000C ~100C ~20C
循環壽命 ◎(>=500,000) ◎(>=500,000 or 50,000) △(1000-2000)
自放電 ×(差) ◎(好) ◎(好)
安全性 ◎(好) ◎(好) △(差)
能量密度 (5~7WH/Kg) (20~90WH/Kg) (200~250WH/Kg)