超级电容器在混合动力汽车和能量收集中的应用

    超级电容器有利地位于电子部件分类法中的电容器和电池之间。与具有固态电介质的常规电容器相比，单个超级电容器可以存储更多的能量。存储容量落后于电池。但是，当超级电容器可以为该应用存储足够的能量时，它们具有几个优点，包括它们能够即时开启，快速充电并需要较少复杂的充电电路。

    超级电容器基本原理

    超级电容器不像传统电容器那样使用固态电介质存储能量，而是涉及两层，通常被称为EDLC（机电双层电容器）。在EDLC中，物理机制会产生执行电介质功能的双电层。通过在正极和负极活性炭电极表面的离子吸收层产生充放电循环。EDLC双层中电荷的静态分离距离非常小-约为0.3到0.8 nm。图1显示了充电（左）和放电（右）循环的离子活度。

    EDLC通常将电荷存储在

    应用空间

    在储能频谱的高端，超级电容器正以多种方式用于提高混合动力电动汽车的效率。如今，混合动力汽车通常会在汽车停止运转时完全关闭引擎，但是要短暂地关闭引擎，然后利用存储在超级电容器中的能量非常高效地重新启动引擎。Maxwell Technologies提供了一系列基于超级电容器的模块，它们的范围高达3000F。它已经为混合动力的这种起停应用销售了600,000多个超级电容器。

    超级电容器用于太阳能电池阵列，也非常适合微能量收集应用，根据定义，该应用不需要太多的能量存储。从附近的热，振动或生物源中清除掉的毫瓦可以为用于监视和控制电动机的传感器供电。由旋转机械产生的振动能量，例如，在首先由采集装置转换为电能之后，被存储在超级电容器中。使用超级电容器可以消除更换电池的需要或消除将电源线连接到可充电电池的费用。图2展示了通用能量收集的框图。尽管理论上超级电容器可能是  的能源，当今的设计实践通常使用电池来长期提供能量，并使用超级电容器来满足峰值功率需求。Cellergy等提供的设备非常适合这些应用。

    微型采集设计得益于超级电容器的集成（德州仪器提供）

    直到  近，超级电容器还没有被用于诸如存储保护和内部电池备份之类的相当普通的应用，但是在  近几年中，其应用领域已大大扩展到混合动力汽车，智能手机和能量收集领域。即将出现的新技术有望使超级电容器与可充电电池展开全面竞争。