關(guān)于超級電容器發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析
隨著信息技術(shù)、電子產(chǎn)品、車用能源等領(lǐng)域中新技術(shù)的迅速產(chǎn)生和發(fā)展，
電解電容人們更加關(guān)注新穎的超級電容器的研究與開發(fā)。超級電容器（也稱作電化學(xué)電容器）是近幾年發(fā)展起來的一種能夠大容量存儲電能，并且具有大功率放電特性的電容器，是一種介于電容器與電池之間的新型儲能器件。超級電容器與傳統(tǒng)電容器不同，它們是通過電極和電解液之間的界面或電極表面或內(nèi)部的可逆的氧化還原反應(yīng)存儲電荷的，它們的性能介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間。它們的這種特點與它們的電極材料和電解質(zhì)的特殊性密切相關(guān)。
?。ㄒ唬┏夒娙萜鞯陌l(fā)展歷史 早在1879年，Helmholz發(fā)現(xiàn)了雙層電容性質(zhì)，提出了雙電層的概念，但是雙電層用于能量的存儲僅僅是近幾十年的事。1957年Bcker首先提出了可以將較小的電容器用做儲能器件，其具有接近于電池的比能量。1968年標(biāo)準(zhǔn)石油公司Sohio首先提出了利用高比表面積碳材料制作雙層電容器的專利，并將該專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓給NEC公司，NEC公司在1979年開始生產(chǎn)超級電容器用于電動汽車的啟動系統(tǒng)。幾乎同時，松下公司研究了以活性炭為電極材料，以有機溶液為電解質(zhì)的超級電容器，此后超級電容器開始大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，之后又推出了各種各樣的超級電容器。
?。ǘ┏夒娙萜鞯脑砗头诸? 超級電容器按照其儲能原理可分為兩類：雙電層電容器和贗電容器。雙層電容器的基本原理是利用電極和電解質(zhì)之間形成的界面雙電層來存儲能量的一種電子元件。當(dāng)電極和電解質(zhì)接觸時，
電解電容庫侖力、分子間力或原子間力的作用，使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定的、符號相反的雙層電荷，稱為界面雙電層。贗電容也稱為法拉第準(zhǔn)電容，是在電極表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸附/脫附或氧化/還原反應(yīng)，產(chǎn)生和電極充電電位有關(guān)的電容。 按正負(fù)材料是否相同可分為對稱電容器和非對稱電容器。 按充放電反應(yīng)是否包含法拉第過程可分為雙層電容器、贗電容器和混合型電容器。
?。ㄈ┏夒娙萜髋c電池和傳統(tǒng)電容器的比較 超級電容器兼有電池高比能量和傳統(tǒng)電容器高比功率的優(yōu)點，填補了電池和傳統(tǒng)電容器的空白，見表1。超級電容器存儲的能量可達(dá)傳統(tǒng)電容器的100倍以上，與傳統(tǒng)電容器相比，超級電容器的能量密度非常高，容量可達(dá)到數(shù)千法拉，但是它耐壓較低，受制于電解質(zhì)的分解電壓，漏電流也比較大，容量隨頻率顯著降低，所以適合用做低頻容性元件。與電池相比，超級電容器具有非常高的功率密度、充電速度快，使用壽命長。目前超級電容器已經(jīng)開始部分取代電池，越來越受到人們的重視。
超級電容器作為一種新式儲能設(shè)備，可以在眾多范疇處理因為傳統(tǒng)儲能電池的不足而形成的瓶頸，例如，它可當(dāng)作停電時的備用電源，或在峰值功率輸出時供給電力，也可在便攜式設(shè)備中輔助電池延伸使用壽數(shù)等。
當(dāng)前超級電容器市場上常見的類型包含扣式、筒狀型以及層壓式構(gòu)造。“一般的扣式或筒狀型超級電容因為漏電流大、ESR高、厚度高級缺陷，不適用于具有大電流放電需求、或使用電池的便攜式設(shè)備中，且一般這類超級電容的封裝性差，在耐濕性、可靠性方面都不盡人意。”村田投資有限公司商品工程師吳海華介紹道。
為滿意客戶對高效率和高可靠性的需求，村田于2008年從一家總部坐落澳大利亞的公司引入了領(lǐng)先的超級電容器技術(shù)，并以此為根底，不斷改進商品的規(guī)劃，生產(chǎn)出緊湊型薄封裝的高功率密度超級電容，這類層壓式超級電容器具有超低ESR值、
電解電容高可靠性封裝及高速充放電等特性，使用范圍較廣。
在使用上，除了常見的在停電時作為備用電源、用于企業(yè)級SSD、服務(wù)器等需求數(shù)據(jù)備份的設(shè)備中之外，超級電容具有寬廣的使用遠(yuǎn)景。例如，在帶有LED閃光燈的相機，或許馬達(dá)驅(qū)動等剎那間需求釋放大電流放電的設(shè)備中，超級電容器作為峰值輸出輔助設(shè)備，具有較高的功率密度，不僅可完成大電流放電，而且其超低的ESR簡直可以疏忽放電剎那間的電壓降影響，即便是在低溫的情況下，內(nèi)阻也不會像電池那樣大幅上升。
其次，在那些具有Wi-Fi或GPRS等無線通信功用、或需求長時間存儲數(shù)據(jù)、需求延伸電池壽數(shù)的便攜式設(shè)備中，一般關(guān)于漏電流和小型化封裝都有較高的需求。村田超級電容器具有μA等級的超低漏電流，及最薄3.2mm的緊湊型封裝，是這類設(shè)備的抱負(fù)挑選。別的，在備受關(guān)注的便攜式醫(yī)療設(shè)備范疇，小型化、薄型化的層壓式超級電容器也將會大有用武之地。
新能源工業(yè)的典型使用是在光伏發(fā)電或是具有太陽能充電功用的設(shè)備中，日間使用太陽能轉(zhuǎn)化成的電能為超級電容器充電，在夜間或必要時間則釋放預(yù)先存好的電量，然后可用于替代電池或有用下降電池的維護本錢。在這類使用中，因為設(shè)備長時間處于陽光直曬的當(dāng)?shù)?，所以關(guān)于元器材的高溫維護功能提出了較高的需求，而優(yōu)異的超級電容器商品則可確保器材能在-30~+85℃之間正常工作。
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