[汽車(chē)之家 技術(shù)]“超級(jí)電容”聽(tīng)上去，往往會(huì)令人覺(jué)得這是個(gè)很NB的家伙，作為一種新型的電能存儲(chǔ)元件，超級(jí)電容可以彌補(bǔ)現(xiàn)階段鋰離子電池在功率密度等方面的不足。目前，它已經(jīng)應(yīng)用于軍事、新能源汽車(chē)以及各種機(jī)電設(shè)備中，而當(dāng)其與鋰離子電池組成“交叉火力”時(shí)，即可大幅提升儲(chǔ)能元件的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，以滿足近乎苛刻的復(fù)雜的使用環(huán)境。
● 超級(jí)電容的基本結(jié)構(gòu)
超級(jí)電容又叫雙電層電容，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，其與電解電容非常相似。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果在電解液中插入兩個(gè)電極，并施加一個(gè)電壓，這時(shí)電解液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)的作用下就會(huì)迅速向兩極運(yùn)動(dòng)，最終分別在兩個(gè)電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層。
電容的大小取決于電極表面積的大小和兩個(gè)電極間的距離。傳統(tǒng)電容器的電極表面積就是導(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，通常都將導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng)，有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來(lái)增加它的表面積。同時(shí)傳統(tǒng)電容器用絕緣材料來(lái)分離它的兩個(gè)電極，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料也都要求盡可能的薄。
超級(jí)電容的電極表面積是基于多孔的炭材料，該材料的多孔結(jié)構(gòu)使其表面積非常大，而且超級(jí)電容的電極間距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的，該距離和傳統(tǒng)電容的薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。這種龐大的表面積，再加上非常小的電極間距，使得超級(jí)電容較傳統(tǒng)電容而言有著驚人的靜電存儲(chǔ)容量，這也是其被冠以“超級(jí)”的重要原因。
電容的基本作用就是充電與放電，但由基本充、放電作用所延伸出來(lái)的許多電路現(xiàn)象，使得電容有著更豐富多彩的用途。在一般的電子電路中，常用電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)旁路、耦合、濾波、振蕩、相移以及波形變換等，這些作用都是充、放電功能的演變。而根據(jù)超級(jí)電容的種種特性，其更多的被應(yīng)用于能源領(lǐng)域，通常被作為電池來(lái)使用。
● 超級(jí)電容的優(yōu)劣勢(shì)
相比鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池，超級(jí)電容具有節(jié)能、超長(zhǎng)使用壽命、安全、環(huán)保、寬溫度范圍、無(wú)需人工維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。由于超級(jí)電容是采用物理的方法來(lái)儲(chǔ)能，所以其最為重要的一個(gè)特點(diǎn)就是功率密度很大，我們可以將其理解為充、放電迅速且可以瞬間吸收或釋放極高的能量，這也是目前任何電池都做不到的。
或許任何事物都存在著不完美，超級(jí)電容亦不例外，它相對(duì)致命的一個(gè)弱點(diǎn)就是能量密度很低。所謂的能量密度就是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中所儲(chǔ)存能量的大小。比如我們經(jīng)常使用的5號(hào)充電電池，如果其毫安時(shí)越大，就代表它的能量密度越高。可以說(shuō)，超級(jí)電容相比鋰離子電池較低的能量密度，限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。
