什么是超級電容器，超級電容的作用有哪些

超級電容器又名電化學電力電容器或雙電層電容器，是一種新式儲能器件，它運用電級/電解質溶液交界層里的雙電層或者在電級頁面上產生迅速、可逆性的化學反應來儲存能量。

超級電容器選用活性炭原材料做成多孔碳電級，另外在相對應的多孔結構電級中間添充溶液的酸堿性，如在兩邊增加工作電壓時，相對應的多孔結構電級上各自*反質子，而溶液的酸堿性里的正負離子將因為靜電場功效各自*到與正電極片相對應的頁面上，最終形成2個電力線路層。

因為活性炭原材料具備≥1200m2/g的極高比表面（即贏得了很大的電級總面積），并且電解質溶液與多孔結構電級之間頁面間距不上1nm（即贏得了很小的物質薄厚），所以這樣的雙電層構造的超級電容器比傳統物理學電容器的阻值要大一些許多，比容量能提高100倍左右，從而使得運用電力電容器開展大用電量的儲能技術得以實現。

現階段世界各國研究和持續發展的超級電容器可歸到下列幾種：

●兩層電力電容器（Doublelayercapacitor）

由高表層碳電極在溶液電解質溶液（如鹽酸等）或有機化學溶液的酸堿性中所形成的雙電層電容器，如下圖6-12.1所顯示。該圖還強調出一個典型性雙電層的建立基本原理，顯而易見雙電層要在電池材料（包含其間隙中）與電解質溶液交界層兩邊所形成的，雙電層容量大小在于雙電層上分離出來正電荷的總數，因而電池材料和碳酸鹽對容量產生的影響較大。一般都選用多孔結構高面積碳做為兩層電力電容器電池材料，其比表面可以達到1000－3000m2/g，比電容器可以達到280F/g。

●贗電力電容器（Pseudo－capacitor）

由電級表面或是體相里的二維或準二維空間上產生活性材料的欠電位差堆積，產生相對高度可逆性的化學吸附/吸附或空氣氧化/氧化反應造成和電級電池充電電位差相關的電容器，又被稱為法拉第準電容器；最典型的贗電力電容器是通過氫氧化物，如空氣氧化釕所組成的，其比電容器達到760F/g。但是由于空氣氧化釕很貴，已經逐漸開始選用氧化鈷、氧化鎳和二氧化錳來替代；

●混和電力電容器（Hybridcapacitor）

由大半個產生兩層電容器的碳電極與大半個導電聚合物或其它無機物的表面反應或電級置入反映電級等組成。如今在溶液電解質溶液體系里，已經有碳/氧化鎳混和電力電容器商品，與此同時已經發展趨勢有機化學電解質溶液體系碳/碳（鋰離子電池置入反映碳材料）、碳/二氧化錳等混和電力電容器。

除此之外，若依照電力電容器所采用的電池材料歸類，則可以分成炭基型、金屬氧化物型導電聚合物型；而按所采用的電解質溶液種類歸類，則又可分為溶液電解質溶液型非水電解質型（大多為有機化學電解質溶液型）。在有機化學溶液的酸堿性中，電容器工作標準電壓可以提高至2.5V左右。

超級電容器性能特性

超級電容器是處于電力電容器和充電電池間的儲能器件，它不僅具備電力電容器能夠快速充電放電的特征，且具有電化學電池的存儲原理，特性較為詳細下列。

超級電容器作為一種新型能源元器件，主要有以下主要特點：

（1）功率高

超級電容器的內電阻不大，并且在電級/水溶液頁面和電池材料本身內部結構均可以實現正電荷的高效存儲和釋放出來，因而它導出功率達到數KW/kg，是任何一種化學電池都所不具備的，是一般電瓶的數十倍。

（2）充電放電循環壽命長

超級電容器在充電放電環節中僅有正離子和電勢的傳送，沒有出現電化學腐蝕而造成改變，所以其容積基本沒有損耗，循環壽命可以達到萬次數之上，遠大于電瓶的充電放電循環壽命。

（3）電池充電時間短

就目前早已作出的世界級電容器充電實驗結論來說，在電流強度為7mA/cm2時（等同于一般電瓶充電電流強度），全電池充電時間只需10~12min，而電瓶在如此短時間內是難以實現全充電。

（4）特殊功率和適當比能量

對于一般電瓶而言，假如比能量高，其功率不會很高；而功率高，其比能量則不會很高。但超級電容器在享受1～5kW/kg高功率密度輸出與此同時，其比能量可達到5～20Wh/kg。若用它和電瓶組合在一起，便會構成為一個兼具能量密度和高功率密度輸出儲能系統。

（5）存儲使用壽命長

超級電容器在電池充電以后的存儲環節中，盡管也存有細微的漏電電流，但是這種出現于超級電容器內部正離子或反質子轉移運動是什么在靜電場的影響下所產生的，并未出現有機化學或電化學腐蝕，電池材料在電解質溶液中都是較為穩定，因而超級電容器的存儲使用壽命似乎是無限大。

（6）環境溫度范疇寬

超級電容器可以從-50～+75℃溫度環境下工作中，特性好于傳統式電力電容器和電瓶。

超級電容器的應用

超級電容器的脈沖功率特性、比較長的運用產品使用壽命、可以在極端化溫度環境里靠譜操控的特性，徹底適用于這些必須在幾分之一秒至數分鐘時間反復電磁能單脈沖的應用商品，使之變成運送、可再生資源、工業與消費電子產品及其他運用商品的最佳選擇儲能與電力輸送解決方法，比如在新能源電動車（EV/HEV）、軍用、輕軌站、航空公司、電動車、不間斷電源、發電量（風力發電、太陽能發電量）、通信、消費服務游戲娛樂電子器件、數據信號監管等方面的開關電源運用方面有著遼闊的行業前景。

近些年，因為能源危機和環境保護需求，全球中對新能源電動車和油電混合汽車的需要愈來愈急迫，新能源汽車的重要部分為電瓶，但電瓶的峰值功率特點不能滿足車輛在運行、加快和上坡等必要的時候對輸出功率要求。超級電容器在新能源電動車內與電瓶并接作輔助電源里的運用，能夠填補電瓶在輸出功率特點層面的缺陷。當車輛處在高速行駛的狀態下，超級電容器處在充電狀態，在提速或載重量上坡必要的時候由超級電容器完成大功率充放電，忽然制動系統時，也可通過超級電容器的大功率電池充電消化吸收制動系統中產生的動能。超級電容器的應用能夠滿足新能源汽車的運行、制動系統和上坡過程中對大功率充放電的需要，具有均衡電瓶負荷的功效，可延長電瓶的使用期。