超级电容

简介

　　发展电动汽车面临的挑战就是如何储存能量。电池性能虽然大幅度提高，但价格仍较为昂贵，充电速度也较慢同时使用寿命较短。超级电容可能成为一种解决之道，虽然所含电量不及电池(至少当前的超级电容技术如此)，但它们没有与电池一样的任何缺陷。也就是说，超级电容寿命更长，没有化学反应产生的污染和电池记忆问题，同时还具有更大的耐用性。

　　多年来，研究人员就一心要让汽车超级电容技术趋于完美。目前，美国麻省理工学院正在研究基于纳米管的超级电容，阿贡国家实验室则在探索采用电池-超级电容混合动力的可行性。相比之下，德克萨斯州公司EEStor在这条道路上的步伐迈得更快一些。这家公司在4月宣布其钛酸钡设计已经通过关键测试。虽然EEStor宣布的消息引发质疑，但他们的合作伙伴、加拿大ZENN汽车公司已开始展开宣传大战，宣称超级电容动力汽车将于2010年问世。

器的特点

　　超级电容器在“充电-放电”过程中，实现电能-电场能-电能的转换，整个过程中，没有任何化学反应，不对周边环境造成污染，是一种理想的储能器。超级电容器的功率密度高于现有任何各种蓄电池，并具有高能量密度。超级电容器能够实现快速充电，在极短时间内即可完成对电容器的充电。工作温度范围为-40℃~+50℃，循环寿命长，性能稳定，没有任何噪音，结构简单，质量轻，体积小，免维修。

器的特性

　　超级电容器可以大电流放电，可以补充主电源（蓄电池或燃料电池）在电动车辆起动时所需要的峰值电流，减小主电源的负荷。上海“奥威”科技开发公司UCT-80000F 超级电容器在不同放电电流时的放电曲线见图２。

　　在不同温度时的放电曲线见图３。

　　电动车辆上所采用的超级电容器的单位容量要求在 1500F 以上，因此要将单体电容器进行串联组合。当多个单体电容器串联时，单体与单体之间存在的差异会影响电容器组件的性能，因此需要安装电压平衡装置，以保证各个单体电容器之间的电压的一致性。

工作原理

　　超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电 ，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。

市场状况

　　超级电容器（Supercapacitor,Ultracapacitor）又名化学电容器（Electrochemical Capacitor）是一种电荷的储存器，当电源的电压连接在电容器的两端时，电源的电荷就储存在电容器中。超级电容器比能量高，功率释放能力强，清洁无污染，寿命长达百万次。利用电容器能够储存大量电荷，快速、大电流冲放电的特性，可以为电动车辆的起动提供强大的电流，能够高效率的储存电动车辆制动反馈的电能，弥补了动力蓄电池的不足，延长蓄电池的寿命。超级电容器是电动车辆上重要的储能装置。