超級電容電池原理

　　超級電容電池又叫黃金電容、法拉電容，它通過極化電解質來儲能，屬于雙電層電容的一種。由于其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，因此這種儲能過程是可逆的，正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。超級電容一般使用活性碳電極材料，具有吸附面積大，靜電儲存多的特點，在新能源汽車中有廣泛使用。

　　超級電容的容量比通常的電容器大得多。由于其容量很大，對外表現(xiàn)和電池相同，因此也稱作“電容電池”或說“黃金電池”。超級電容器電池也屬于雙電層電容器，它是目前世界上已投入量產的雙電層電容器中容量最大的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。

　　傳統(tǒng)物理電容中儲存的電能來源于電荷在兩塊極板上的分離，兩塊極板之間為真空（相對介電常數為1）或一層介電物質（相對介電常數為ε）所隔離，電容值為：C = ε·A / 3.6 πd ·10-6 （μF） 其中A為極板面積，d為介質厚度。所儲存的能量為： E = C （ΔV）2/2，其中C為電容值，ΔV為極板間的電壓降?？梢姡粝氆@得較大的電容量，儲存更多的能量，必須增大面積A或減少介質厚度d，但這個伸縮空間有限，導致它的儲電量和儲能量較小。超級電容采用活性炭材料制作成多孔電極，同時在相對的碳多孔電極之間充填電解質溶液，當在兩端施加電壓時，相對的多孔電極上分別聚集正負電子，而電解質溶液中的正負離子將由于電場作用分別聚集到與正負極板相對的界面上，從而形成兩個集電層，相當于兩個電容器串聯(lián)，由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積（即獲得了極大的電極面積A），而且電解液與多孔電極間的界面距離不到1nm（即獲得了極小的介質厚度d），根據前面的計算公式可以看出，這種雙電層電容器比傳統(tǒng)的物理電容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上， 從而使單位重量的電容量可達100F/g，并且電容的內阻還能保持在很低的水平，碳材料還具有成本低，技術成熟等優(yōu)點。從而使利用電容器進行大電量的儲能成為可能，且在實際使用時，可以通過串聯(lián)或者并聯(lián)以提高輸出電壓或電流。

　　超級電容電池優(yōu)點

　　1、具有法拉級的超大電容量，這比普通電容要大得多。

　　2、可以瞬間釋放的功率比普通電池高近十倍，而且不會損壞。

　　3、充放電循環(huán)壽命在十萬次以上，這是最大的優(yōu)點之一，傳統(tǒng)電池一般只能充放數百次。

　　4、能在40度至60度的環(huán)境溫度中正常使用，傳統(tǒng)電池低溫下效能將會大大降低。

　　5、有超強的荷電保持能力，漏電量非常小，傳統(tǒng)電池要經常充電才能保持狀態(tài)。

　　6、充電迅速，它的速度比普通電池快幾十倍，幾分鐘就可充滿一輛汽車所需要的電量。

　　7、本身不會對環(huán)境造成污染，真正免維護，而傳統(tǒng)電池仍是有污染。

　　超級電容電池的弊端

　　1、體積大

　　它的體積比較大，體積相當的電池相比，它的儲電量要小。

　　2、電量少

　　即使達到法拉級的電量，但與傳統(tǒng)電池相比，仍然少得可憐，按目前的技術，它仍然不能作為電動力的主要儲電器，因為它的電量只能驅動車輛行駛幾公里。