超級電容器——裝置、實際應用、優點和缺點

什麼是超級電容

超級電容器或超級電容器類似於普通的電解電容器，儘管它們與後者的電容量要高得多（非常大的電容器）。就其特性而言，離子電阻器是電池和電容器的混合體。他的設備可以被描述為具有雙電層的電容器，超級電容器在英文資源中被稱為 EDLC — Electric Double Layer Capacitor 並非空穴來風。

這種電容器的工作歸功於其中發生的電化學過程，而不是像傳統電容器那樣簡單地由於存儲在極板之間的電介質中的電場。極板之間沒有經典的介電層，極板本身是由相反類型的載流子不同的物質製成的。

在某種程度上 電容器的容量 與其極板面積成正比；為了獲得大容量，需要大面積的極板。正是出於這個原因，超級電容器的電極通常由泡沫碳製成，這使得“極板”面積非常大。

電極由隔板隔開，並處於固體酸或鹼性電解質中。隔板消除了電極之間的短路。銣、銀和碘的結晶電解質使製造高容量、低自放電、耐低溫的離子電阻成為可能。

例如，基於硫酸溶液獲得具有低內阻的超級電容器，但此類超級電容器的工作電壓限於1伏特，此外，此類溶液有毒，因此很少使用。

超級電容器中的電化學反應導致一些電子離開電極，從而使電極帶正電。負離子被電解質吸引到帶正電的電極上。這形成了電層。

因此，超級電容器的電荷儲存在碳和電解質的界面上，陽離子和陰離子形成的電層厚度只有1-5 nm，相當於電容器極板之間非常小的距離.這導致以法拉測量的顯著電容。超級電容器是有極性的，因此，在連接到電路時，必須遵守正確的極性。

超級電容的應用

如今，超級電容器經常作為微控制器、存儲電路、CMOS 芯片、電子時鐘等的備用電源出現在數字技術中。

當與電池結合使用時，超級電容器還可以提高效率並減少電池的重量和尺寸，從而在峰值負載期間提供額外的電力。

超級電容器介於電容器和電池之間，適用於各個領域：再生製動系統中的儲能、低功率應用和快速充電應用（閃電、播放器、存儲器等）。

未來很可能包括便攜式電子設備、電動汽車和當今任何依靠電池運行的東西，其優點是它們可以在幾分鐘內充電。在短時耗電的情況下，需要大量充放電循環時，超級電容也是必不可少的。

我們僅列出當今超級電容器成功應用的部分領域：

• 風能，
• 醫用器材，
• 冗餘電源，
• 能量儲備，
• 制動能量再生，
• 消費電子產品和廚房用具的食品，
• 為 LED 和傳感器供電，
• 備份內存，
• 維護電子鎖的電源，
• 電壓穩定。

的優點和缺點

超級電容器的缺點包括工作電壓低（每個電池高達 2.7 伏，這導致需要將超級電容器收集在電池中）以及與電池和電容器相比相當高的價格。

超級電容器的積極特性：充放電速度快、數十萬次循環資源、免維護、體積小、重量輕、使用方便、工作溫度範圍廣、使用壽命長。

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