什麼是超級電容器?
標準電容器由兩個金屬板或電極組成,由介電物質隔開。當施加電壓時,電子會積聚在其中一個電極上,從而儲存電荷。
同時,夾在電極之間的介電材料會經歷一個稱為「介電極化」的過程,這有助於增加電容。
超級電容器的工作原理相同,不同之處在於楔入材料是電解溶液而不是介電成分。當施加電壓時,會形成一個「雙電層」,它沿著電極和電解液的邊界排列負電荷和正電荷。
該地點用作電費倉庫。活性炭經常用於增加邊界區域的大小。這是因為超級電容器的電容與 「雙電層」 的面積成正比。這種活性炭是一種眾所周知的多孔材料,具有許多表面孔,有助於覆蓋較大的表面積。
由於電解液和電極,超級電容器具有與典型蓄電電池相同的結構。在電池中,電解液和電極之間發生化學反應;然而,超級電容器只允許電子在電極之間移動。由於這些區別,電池和超級電容器的特性不同。
超級電容器有什麼好處?
充電時間
超級電容器的充放電時間與傳統電容器相同。考慮到它們的低內阻,它們可以獲得顯著的充電和放電電流。電池可能需要數小時才能充滿電——手機電池就是一個很好的例子——而超級電容器可以在不到兩分鐘的時間內達到相同的充電狀態。
確定的力量
電池或超級電容器的比能量是用於根據最大功率輸出除以器件總質量來評估不同技術的指標。超級電容器的比功率是電池的5到10倍。例如,鋰離子電池的比功率為 1 – 3 kW/kg,而典型的超級電容器的比功率約為 10 kW/kg。在要求存儲設備在短時間內釋放能量的應用程式中,此屬性尤為重要。
超級電容器的生命週期和安全性
如果受到不公平對待,超級電容器電池比標準電池更安全。當電池短路時,已知它們會因過熱而自燃;然而,由於超級電容器的內阻低,它們不會發熱那麼多。
超級電容器可以充電和放電 15,000 次以上,而普通鋰離子電池只能在相同的損耗下充電和放電 300 次或更少。這使得超級電容器在需要頻繁能量存儲和釋放的應用中非常有用。

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