超级电容知识大全

超级电容代表未来新能源技术发展方向，未来应用方向在新能源汽车，清洁能源领域。技术不断成熟，成本不断降低，超级电容器一旦在技术上取得突破，将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。

【什么叫超级电容】

超级电容又名电化学电容器，双电层电容器是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

【超级电容有哪些特点】

（1）充电速度快，几秒至几分钟就可充满；

（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，远高于充电电池的充放电使用寿命；

（3）功率密度高，可以快速存储释放电荷，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池电量的5~10倍；

（4）大电流放电能力强，能量转换效率高，循环过程能量损失小，循环效率≥90%；

（5）贮存寿命长，因为充电过程没有化学反应，电极材料相对稳定；

（6）低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃。对比锂电池，随着温度的降低，锂电池放电性能显著下降；

（7）可靠性高；

缺点：成本高，功率密度较高，能量密度低。

这就是一个国产超级电容，它到底有多大呢？先普及一下基础知识。

法拉（farad），简称“法”，符号是F

1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V

1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A˙S

1法拉=1安培˙秒/伏特

一个12伏14安时的电瓶放电量=14&TImes;3600&TImes;1/12=4200法拉（F），图中一个30000F的超级电容的电量相当于7个12伏14安时的电瓶放电量，够大吧。

【超级电容的种类】

按储存电能的机理，超级电容器可分为以下2种：包括双电层电容器和赝电容器

【超级电容的用途】

超级电容可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景，特别是在部分应用领域具有非常大的性能优势。

1、电子设备最早应用：我们电脑的内存系统、照相机的闪光灯，音响设备后备存储电源。

2、汽车工业中：插电式混合动力汽车中超级电容主要和电池相配合形成智能启停控制系统。

（1）超级电容可以迅速高效地吸收电动汽车制动产生的再生动能；

（2）加速和爬坡时超级电容为智能启停控制系统电机提供电能，延长了电池的使用寿命。

3、大尺寸超级电容器可用在火车和地铁的刹车制动系统上，可以节省30%的能量。

4、超级电容轻轨列车：超级电容轻轨列车是一种新型电力机车。2012年8月10日，世界第一列超级电容轻轨列车在湖南省株洲市下线。这种新型电力机车最多能运载320人，不再需要沿途架设高压线，停站30秒钟就能快速充满电。列车充电后能高速驶向相距2公里左右的另一个站点，再上下客并充电，如此周而复始。

5、全球首创超级电容储能式现代电车：没有传统无轨电车的“辫子”、没有尾气排放、乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上、刹车和下坡时把80%的刹车能量转成电能回收储存再使用。

6、电力行业的应用

（1）后备电源：线路有电时，DC/DC电源模块为FTU提供工作电源，超级电容提供给开关设备的电动分闸机构分闸电源。当线路始失电时，超级电容作为FTU的后备电源，同时也为开关设备的电动分闸机构提供分闸电源。

（2）微电网储能系统：超级电容可以在低负荷时储存电源的电能，而在高负荷时输出电能给微电网以调整功率需求，提高电网的稳定性。

（3）在风力发电领域用于为变桨系统提供动力。大功率超级电容器利用其充放电快，循环寿命长的特点，为保证电动变桨系统可靠安全地运行。具体来说，超级电容器用于提供电动变桨系统所需的驱动电力或后备电力，以便在电力供应停止的时候把桨叶的方向转到安全位置。

7、军事和航天领域的应用：激光武器、以及航天飞行器等高功率军事装备，高能量电池与超级电容器组合构成“超高功率脉冲电源”，重型卡车、装甲运兵车及坦克使用电池与超极电容器组合的混合动力系统。

8、工程机械领域的应用：大型工程机械启动、停止比较频繁，超级电容组成的混合动力系统可以改善工程机械的能源消耗。例如电梯运行时，超过1/3的电能是以热量的形式浪费掉，超级电容器可以将电梯刹车的能量进行回收，用于电梯运行。