超级电容/电池纲要全解及应用发展趋势

　　对于一些理工科的人来讲，可能对电容都或多或少有一定的了解，就算是普通的人，可能也见过电容，因为在我们的现实生活中，经常能够见到电容的影子，不过超级电容电池并不是那么多人知晓，超级电容电池是在超级电容器的基础上研发出来的一种电池，这种电池具有非常显著的特点，是比传统电池更加强势一种电池，优势非常多，在许多方面的应用非常的多，比如说在新能源汽车、有轨电车等等，都可以见到超级电容电池的影子，可以这么说，超级电容电池的出现以及发展，必将会带来再次的工业革命，极大的提高某些方面的运作能力。

　　超级电容电池

　　一、电容的种类

　　由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同： 按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等。从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。

　　1、电解电容

　　两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中，容量大，高频特性不好。

　　2、独石电容

　　体积比CBB更小，其他同CBB，有感。

　　3、云母电容

　　云母片上镀两层金属薄膜，容易生产，技术含量低，体积大，容量小，（几乎没有用了）。

　　4、陶瓷电容

　　用陶瓷作介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做板极制成，它的特点是体积小，耐热性能好，损耗小，绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。

　　5、基层电容

　　铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。薄瓷片两面渡金属膜银而成，体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容），易碎！容量低。

　　6、CBB电容

　　2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。

　　7、无感CBB电容

　　2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成，无感，高频特性好，体积较小，不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。

　　二、超级电容器是传统电容的升级

　　平板电容器是由两个彼此绝缘的金属电极板组成，电容量与电极板的面积成正比，与电极板之间的间隙大小成反比。超级电容的结构类似于平板电容，其电极为多孔碳基材料，该材料的多孔结构使它每克重量的表面积可达几千平方米，而电容电荷分隔的距离由电解质　中的离子大小决定。巨大的表面积加上电荷间极小的距离，使得超级电容具有很大的容量，超级电容单体的容量可从1法拉至几千法拉不等。

　　与传统电池相比，超级电容具有许多优点：充电速度快，10秒~10分钟即可充至其额定容量的95%以上；功率密度达（102~104）W/kg，是锂电池的10倍左右；大电流放电能力强；循环使用次数达10~50万次，寿命长；安全系数高，长期使用免维护。但与主流硫电池相比仍面临成本高、能量密度低的劣势。

　　三、超级电容器可作为电池的替代品

　　在某些应用中，超级电容是电池的替代品；还 有一些应用中，超级电容为电池提供支持。有些情况下，超级电容可能无法存储足够的能量，此时就有必要使用电池了。例如，当环境能源（例如太阳）为间歇式 时，如在夜间，则存储的能量不仅要用于提供峰值功率，而且还要支撑应用更长的时间。

　　如果所需峰值功率超过了电池可以提供的量（如在低温下做GSM呼叫或小 功率传输），则电池可以用小功率为超级电容充电，而超级电容来提供大的脉冲功率。这种结构还意味着电池永远不会深度循环，从而延长了电池寿命。超级电容存 储物理电荷，而不是像电池那样的化学反应，因此超级电容实际有无限的循环寿命。

　　当超级电容从一只电池充电来提供峰值功率脉冲 时，各个脉冲之间存在着一个重要的间隔，如果脉冲相距过近，则让超级电容总是处于充电状态会更有效率。但如果脉冲间距不太近，则能效更高的办法是在峰值功 率事件以前为超级电容充电。

　　这个间隔取决于多种因素，包括超级电容在达到均衡泄漏电流以前吸纳的电容、超级电容的自放电特性，以及电路为了提供给峰值功率 事件而从超级电容拉出的电荷。只有当你预先知道峰值功率事件的来临时间，这种选择才是有效的，而不能用于对不可预测事件的反应，如电池失效或外部刺激。

　　四、超级电容电池与超级电容器

超级电容电池又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节