超级电容与电池的比较
超级电容器与电池的优缺点对比
超级电容器比电池更好?◆ 超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池。
有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径。
◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出。
而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏。
◆ 超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。
◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。
在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径。
◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
◆ 超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环。
超级电容与电池拉平差距的机会?尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少,但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。
相比电池领域,超级电容器的技术过于落后,想要缩小两者在研发方面的差距,首要任务应解决如下问题:■ 增加超级电容器生产厂商数量,通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发;■ 扩大高比功率超级电容器的生产规模,实现突破百万件的年生产量;■将超级电容器当前的制造成本降低50%;■ 拟定一个超级电容器可持续发展战略,主要针对更高效电极材料的探索。
要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度,主要用于在设备的研发和生产两方面。
与此同时,政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。
————鸣曦电子。
超级电容器与锂离子电池的区别
首先呢我也知道也有不少的组呢选择了锂离子电池,所以我要先强调无论是锂离子电池还是超级电容器它们都是无数科学家的汗水和智慧的结晶,所以它们在不同的领域各自发挥着它们不同的作用,所以此次报告我也只是从客观因素上对二者在一些性能上做一些阐述,并非因我们组选择超级电容器就否定锂离子电池对人类和社会的贡献。
超级电容器与锂离子电池的区别两种电子器件的基础知识。
1.超级电容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫双电层电容器(ElectricalDouble-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能。
它是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。
2.锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
两种电子器件的工作原理。
1.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。
超级电容与电池的比较
超级电容与电池的比较相对铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池,超级电容具有节能、超长使用寿命、安全、环保、宽温度范围、充电快速、无需人工维护等优点。
本文介绍超级电容与其他储能产品的性能比较,例如与各种电池的比较,替代的可能性。
图1:各种各样的储能产品之所以叫超级电容,是因为超级电容的容值都是法拉级的,且可以很快提供一个充放电,这是传统的电容或者电池做不到的。
下面介绍了各种产品不同的应用范围,横坐标是能流密度,纵坐标是能量密度,从中可以看到哪个地方是电池的应用范围,哪个地方是传统电容的应用范围,哪一块是超级电容的应用范围。
图2. 超级电容和其他储能技术的比较我们知道电池的充放电大概在1小时到10个小时左右,而传统电容是作为滤波使用的,充放电是在0.03秒,但是超级电容就在1秒左右,基本上是从0.1秒到10秒,这正是汽车比如刹车起动的时候要用的,当然任何的设备比如风能变桨系统,变桨的时候要提供能量也是在这个时间段。
超级电容的能流密度和能量密度都非常高。
超级电容是用物理的方法储能,电池是用化学反应的方法来储能,所以电池的反应时间会很长,超级电容可以快速的充放电,这是它的根本原因,也是超级电容的性能优势之所在。
传统的储能系统是使用铅酸电池。
以风力发电为例,有风时由风力发电机发电,无风时由储能系统供电。
当电源断开进行切换时,铅酸电池需要十几秒的反应时间。
这时便可由超级电容进行辅助。
由于超级电容是将电荷储存起来,可以快速的补充和释放,而电池则需要经过化学反应的方式进行充放电。
在这十几秒的时间里,超级电容可以提供短时间的能量,保证电源稳定。
超级电容可以工作在在-40℃~65℃之间,可以覆盖PC -20℃~60℃的工作温度范围和电池0℃~50℃的工作温度。
超级电容是功率密集元件,但放电时间较短,电池是能量密集型元件,放电时间较长。
图3.超级电容与电池的充放电次数比较超级电容的应用主要是用作备用电源和提供峰值功率。
超级电容用作备用电源时,具有高可靠性、免维护、长寿命和宽工作温度范围的特点。
电池与超级电容电路
电池与超级电容电路
电池和超级电容器是目前广泛应用于电子设备中的两种重要的电源存储装置。
虽然它们都有能够存储电能的功能,但它们的工作原理和性能有很大的不同。
电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能,它们的储能能力主要取决于电极材料和电解液的储能性能。
电池的优点是能够提供比较稳定的电压和长时间的储能能力,但缺点是其能量密度相对较低,且需要定期更换电池。
超级电容器的工作原理是通过静电作用存储电荷,它们的储能能力主要受到电极材料和电解液的表面积和电导性的影响。
超级电容器的优点是具有高功率输出和长寿命的特点,但能量密度相对较低,需要较频繁的充放电。
在实际应用中,电池和超级电容器通常会结合使用,形成电池与超级电容电路。
这种电路可以充分利用两种电源的优点,同时避免它们的缺点,从而提高电子设备的能效和使用寿命。
总之,电池和超级电容器都是重要的电源存储装置,在不同的应用场景下有着独特的优势和局限性,电池与超级电容电路的结合将会是未来电子设备发展的重要方向之一。
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超级电容,锂离子电容 电池
超级电容器(Supercapacitor)和锂离子电池(Lithium-ion battery)是两种不同的能量存储设备,它们在工作原理、性能特点以及应用领域上有着本质的区别。
以下是关于这两种设备的详细介绍:超级电容器(又称为超电容或超级电容):超级电容器是一种高容量的电能储存装置,它能以静电场的形式存储和释放能量。
超级电容器主要由两个多孔的电极和电解质组成,当电压施加到电极上时,电极表面会积累电荷,形成静电场。
由于电极材料的多孔性,超级电容器能够在其表面积累大量的电荷,从而具有很高的电容值。
超级电容器的主要优点是能够快速充放电(几秒至几分钟内),循环寿命长(可达百万次),且具有较高的功率密度。
然而,它们的能量密度相对较低,这意味着它们不能存储大量的能量。
锂离子电池:锂离子电池是一种可充电电池,它通过锂离子在正负极材料之间的移动来存储和释放能量。
在充电过程中,锂离子从正极材料中脱嵌并通过电解质移动到负极材料中嵌入;放电过程则相反。
锂离子电池具有高能量密度,能够存储大量的能量,这使得它们非常适合用于需要长时间供电的场合,如手机、笔记本电脑和电动汽车。
锂离子电池的充放电周期相对较慢,通常需要数小时来完成一次完整的充电或放电,并且它们的循环寿命也有限,通常在几千次充放电周期后性能会明显下降。
比较:1. 能量密度:锂离子电池的能量密度远高于超级电容器,这意味着在相同体积或重量下,锂离子电池能够存储更多的能量。
2. 功率密度:超级电容器的功率密度高于锂离子电池,能够提供更高的瞬时功率输出。
3. 充放电速度:超级电容器可以在短时间内快速充电和放电,而锂离子电池需要较长的时间进行充放电。
4. 循环寿命:超级电容器的循环寿命通常比锂离子电池长得多。
5. 应用领域:锂离子电池常用于需要长时间供电的设备,如便携式电子设备和电动汽车;超级电容器则适用于需要快速充放电和高功率输出的场合,如能量回收系统和短时大功率辅助电源。
超级电容器与电池的比较
超级电容器是一种通过极化电解质来储能的一种电化学元件,可作为一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,且储能过程是可逆的,可以反复充放电数十万次。
其突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽,是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。
超级电容器、普通电容器及电池的比较对于超级电容的选择,功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用。
超级电容器的输出电压降由两部分组成,一部分是超级电容器释放能量;另一部分是由于超级电容器内阻引起。
两部分谁占主要取决于时间,在非常快的脉冲中,内阻部分占主要的,相反在长时间放电中,容性部分占主要。
在选择电容器大小时,需要考虑多方面的因素,其中最高工作电压、工作截止电压、平均放电电流、放电时间等是几个特别需要重点考虑的因素。
电压 Voltage超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压,这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。
如果应用电压高于推荐电压,将缩短电容的寿命,如果过压比较长的时间,电容内部的电解液将会分解形成气体,当气体的压力逐渐增强时,电容的安全孔将会破裂或者冲破。
短时间的过压对电容而言是可以容忍的。
极性 Polarity超级电容器采用对称电极设计,也就说,他们具有类似的结构。
当电容首次装配时,每一个电极都可以被当成正极或者负极,一旦电容被第一次100%从满电时,电容就会变成有极性了,每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。
虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏,但电极依然保留很少一部分的电荷,此时变换极性是不推荐的。
电容按照一个方向被充电的时间越长,它们的极性就变得越强,如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性,那么电容的寿命将会被缩短。
温度 Ambient Temperature超级电容器的正常操作温度是-40 ℃~ 70℃,温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。
通常情况下,超级电容器是温度每升高10℃,电容的寿命就将降低30%~50%,也就说,在可能的情况下,尽可以的降低超级电容器的使用温度,以降低电容的衰减与内阻的升高,如果不可能降低使用温度,那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。
超级电容与电池比较
超级电容与电池比较超级电容器背景超级电容器一直用于常规电容器和电池之间的专门市场,随着更多新应用的发现,这一专门市场也在不断增长。
在数据存储应用中,超级电容器正在取代电池,这类应用由于突然断接问题,需要中到大电流/ 短持续时间的备份电源和电池备份。
具体应用包括 3.3V 内存备份固态硬盘(SSD)、电池供电的便携式工业和医疗设备、工业警报器以及智能功率计。
与电池相比,超级电容器能提供更大的峰值功率,具有更小的外形尺寸,在更宽的工作温度范围内具有更长的充电周期寿命,还具有更低的等效串联电阻(ESR),可提供更高的功率密度。
与标准陶瓷、钽或电解质电容器相比,超级电容器以类似的外形尺寸和重量,提供更高的能量密度。
通过降低超级电容器的Top-Off 电压,并避开高温(>50°C),可以最大限度地延长超级电容器的寿命。
下表1 比较了超级电容器、电容器和电池的关键特点。
表1:超级电容器、电容器和电池的比较总结:超级电容器与电池的比较电池:高能量密度中等的功率密度温度较低时具很高的ESR超级电容器:中等的能量密度高的功率密度低ESR ──即使在低温情况(-20°C 与25°C相比,约增大 2 倍)超级电容器的限制:每节的最高电压限制为2.5V 或 2.75V在叠置应用中,必须补偿漏电流之差在高充电电压和高温时,寿命迅速缩短较早一代的两节超级电容器充电器设计是为用于从 3.3V、3xAA 或锂离子/ 聚合物电池以低电流充电。
然而,超级电容器技术的改进使市场得以扩大,因此出现了中到大电流应用机会,这类应用未必限定在消费类产品领域内。
主要应用包括固态硬盘和海量存储备份系统、工业用PDA 和手持式终端等便携式大电流电子设备、数据记录仪、仪表、医疗设备以及各种各样“濒临电源崩溃”的工业应用(例如安全设备和警报系统)。
其他消费类应用包括那些具大功率突发的应用,例如相机中的LED 闪光灯、PCMCIA 卡和GPRS / GSM 收发器、以及便携式设备中的硬盘驱动器(HDD)。
电池与超级电容器的能量存储机制
电池与超级电容器的能量存储机制电池与超级电容器,作为现代储能领域中的两大巨头,它们的表现、性能以及应用范围各有千秋。
而关于其能量存储机制,一直是人们关注的焦点。
一、电池的能量存储机制电池,通常指的是可充电电池。
其基本原理是利用化学能转换成电能存储起来,再根据需求输出电能。
不同种类的电池,其储能原理也略有差异。
以铅酸电池为例,其有着较广泛的应用范围,如马达、UPS、电动车等领域,其能量存储机制可以解释为:在充电状态下,电池内部包含着两种物质:正极材料(PbO2)和负极材料(Pb)。
当外部电源给电池供电时,阳极(负极)会发生化学反应,PbO2会失去一些电荷,电子会流回电源中去;同时,阴极(正极)内部则会释放一些电子,并以离子的形式进入电池的液体中,电解液中的H2SO4会使这些离子重新与电子结合,形成铅(Pb)和二氧化硫(SO2)。
在放电过程中,这个过程是相反的,即从铅和二氧化硫的化学反应中释放出电子,进而输出电能。
二、超级电容器的能量存储机制超级电容器是一种新型的电池,相比于传统电池,它具有更高的储能密度和更长的使用寿命。
超级电容器的能量存储机制可以比作离子在电场中的运动。
这里以单电层电容器为例(其实超级电容器有多种类型,实现机制各不相同):在正负电压引导下,电解液中的阳离子会向阴极汇集,而阴离子则会向阳极汇集。
当电极上电势足够高时,阳离子和阴离子就会被引到电极表面反应,从而获得一定的储能。
当需要释放能量时,就可以把正负电极连通导电,并通过电路输出电能。
三、电池与超级电容器的比较仔细分析一下两者的储能机制,两者显然有着较大的区别。
电池利用的是化学能,在变化过程中释放出电子来实现储能。
因此电池有着较高的储存密度,但是放电后的内部结构会有较大的改变,电池的寿命会随着充放电次数的增加而逐渐降低。
同时,电池还有着比较严重的电化学应力问题,若充电过程中超过了铅酸电池正负极的承受范围,会导致电池短路或发生其他安全问题。
同样是3.7v电压,一万法拉的超级电容,相当于锂电池多少毫安时?
同样是3.7v电压,一万法拉的超级电容,相当于锂电池多少毫安时?电容和蓄电池有着不同的特点和应用领域,如果要把二者进行对比,就要设置一些条件,否则这种对比就失去意义。
首先Ah(1Ah=1000mAh)是电池的容量单位,它只是放电电流和时间的承积,与电池电压无关。
既然提问中把电压限制在了3.7V,那么就要用电池所储存的能量数来进行比较。
这个能量单位是Wh,它是电池容量和电压的承积。
另外,所有电池都有放电电压下限,特别是锂电池的电压下限最为严格,如突破会存在危险。
而用电器也是存在电压下限的,这个下限和电池下限的特点正好相吻合,因此可视为电池的电量能够被用净。
但电容的放电是无下限的,可以放电至零。
在替代电池使用时,低于下限的能量无法得到利用,这是个绕不开的现实问题。
既然要和电池相比,我们就不得不为电容设定一个放电的电压范围。
参照锂电池特点,我们把电压范围设定为2.5~4.2v。
明确了以上前提,下面作一下简单计萛就可以了:首先计萛电容可储存多少焦耳的能量。
(4.2-2.5)²㐅10000F=28900 J。
因放电时电压也会下降,假设下降沿一条倾斜直线进行,所以萛出的焦耳数要÷2。
既:28900 ÷ 2=14450J。
然后计萛出Wh: 14450 J÷3600s≈4Wh。
按3.7V还原成Ah: 4Wh ÷ 3.7ⅴ=1.085 Ah =1085mAh。
我们常见的单节18650锂电池容量一般在2000mAh上下,因此10000 F的电容器只相当单节2000mAh电池容量的一半,下面是一万法拉电容和电池的实物体积比较:图中的电容耐压只有2.85V,若换成5.5V体积还要大。
由此可见,用电容完全替代电池还有很长的路要走。
这当中也包含研制出可以让电容放电至零伏的大功率高效DC一DC转换电路。
以上是我的回答。
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超级电容与蓄电池的比较
研究对象 2)功率密度大,短时大功率充放电能力强。
4)充放电循环次数可达50万次,长使用寿命,除非电流集电极被腐蚀。 蓄电池和超级电容的特性对比
铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池、锂电池。技术 超级电容与蓄电池的比较
4)充放电循环次数可达50万次,长使用寿命,除非电流集电极被腐蚀。 大倍率充放电对寿命影响较大
低,为蓄电池的1/10, 3-15 Wh/kg
发展到今天,以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池代表了当前 充电电流越大速度越快, 10秒内即能达到额定容量的95%。
3)物理能量转换,充放电时间短,效率高。 1)单体电压低,能量密度低。 相比蓄电池,在同样容量输出下,需要大量并串联,必然带来体积和重量的急剧增加。
超级电容与蓄电池的比较
超级电容与蓄电池的比较
1 超级电容与蓄电池的比较 在汽车、轨道车辆等方面应用较为广泛。
超级电容与蓄电池的比较
1)单体电压低,能量密度低。 超级电容与蓄电池的比较
一般充放电为1~5倍率, 最大放电可达10倍率。
充电电流越大速度越快, 10秒内即能达到额定容 量的95%。
一次充满电5-6小时
单体数秒
低 50-200 W/kg
低,为蓄电池的1/10, 3-15 Wh/kg
>95%
>95%
平均约为5000~10000次 大倍率充放电对寿命影响较大
>10万次
即使采用无害化学材料,仍然具有潜在污染 单体的大规模串并联 电池密封免维护
超级电容器和电池的区别(整理)
超级电容器和电池的区别你知道什么是超级容电器吗?电池与它的区别又是什么呢?下面就跟着我一起来看看吧。
超级电容器与电池的比较超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池。
有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径。
超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出。
而电池那么受自身化学反响限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏。
超级电容器的荷电状态SOC与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态那么包括多样复杂的换算。
超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。
在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径。
超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
超级电容器可以快速充电而电池快速充电那么会受到损害。
超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环。
如何选择超级电容器超级电容器的两个主要应用:高功率脉冲应用和瞬时功率保持。
高功率脉冲应用的特征:瞬时流向负载大电流;瞬时功率保持应用的特征:要求持续向负载提供功率,持续时间一般为几秒或几分钟。
瞬时功率保持的一个典型应用:断电时磁盘驱动头的复位。
不同的应用对超电容的参数要求也是不同的。
高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻R,而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量C。
两种计算公式和应用实例CF:超电容的标称容量;ROhms:超电容的标称内阻;ESROhms:1KZ下等效***电阻;UworkV:在电路中的正常工作电压UminV:要求器件工作的最小电压;ts:在电路中要求的保持时间或脉冲应用中的脉冲持续时间;UdropV:在放电或大电流脉冲完毕时,总的电压降;IA:负载电流;瞬时功率保持应用超电容容量的近似计算公式,该公式根据,保持所需能量=超电容减少能量。
超级电容重量与锂电池重量
超级电容重量与锂电池重量
在当今社会,随着电动汽车和可再生能源的发展,能源存储技
术变得越来越重要。
超级电容和锂电池作为两种常见的能源存储技术,它们在重量方面有着显著的差异。
本文将探讨超级电容和锂电
池的重量特点以及其在能源存储领域的应用。
首先,我们来看一下超级电容的重量特点。
超级电容是一种利
用静电原理储存电荷的设备,它具有高功率密度、长循环寿命和快
速充放电等优点。
与传统的化学电池相比,超级电容的重量通常较轻,这使得它在一些需要快速响应和高功率输出的应用中具有优势。
例如,在公交车和电动汽车中,超级电容通常用于辅助动力系统,
以提供快速的加速和能量回收。
相比之下,锂电池的重量通常较重。
锂电池是一种化学电池,
其能量密度较高,能够提供相对较长的续航里程。
然而,由于其化
学反应的特性,锂电池的重量较大,这在一定程度上限制了其在一
些对重量要求较高的应用中的应用。
不过,随着技术的发展,锂电
池的重量也在逐渐减轻,使得其在电动汽车和便携式设备中的应用
得到了进一步的推广。
总的来说,超级电容和锂电池在重量方面有着明显的差异。
超级电容通常较轻,适用于需要快速响应和高功率输出的场景,而锂电池则具有较高的能量密度,适用于需要长续航里程的场景。
在实际应用中,可以根据具体的需求选择合适的能源存储技术,以实现最佳的性能和效益。
随着技术的不断创新和进步,相信超级电容和锂电池在未来能源存储领域的发展会更加多样化和成熟化。
超级电容器和电池相比有哪些不足?
超级电容器和电池相比有哪些不足?
就是常说的法拉电容了,主要是能量密度上,超级电容还远远不如锂电池这些,其他性能方面是比锂电池优异的,现在有些有轨电池已经使用超级电容了,适合短距离行驶后快速充电的场合,汽车暂时还不行的,请关注:容济点火器
电池充放电时候,是发生化学反应的,而超级电容只是一种物理上的存储过程了,它利用一种电解质来吸附电解液里边的正负栗子直接形成了双电层结构,这样使用寿命很长,而且能快速冲放电,据说循环使用寿命50万次,而且没有什么污染。
当然如果使用不当也会造成电解质泄露引起失效,对比普通铝电解电容而言,超级电容的内阻大点,不能用于交流电路。
另外超级电容也没有锂电池那么危险,动不动爆炸了,除非电压过高。
但是因为超级电容的容量远远不如锂电池,所以也只能在一些场合结合电池来一起使用。
超级电容的特点、铅酸电池的对比!
超级电容的特点:1.寿命超长(1-10万次)、安全可靠、储能巨大2.充电快速(0.3秒~15分钟)的特点3.超级电容器充放电效率高(98%);4.在很小的体积下达到法拉级的电容量;5.无需特别的充电电路和控制放电电路6.和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响;7.从环保的角度考虑,它是一种绿色能源(活性炭),不污染环境8.超级电容器可焊接,因而不存在象电池接触不牢固等问题;9.在储能机理上,高度可逆,寿命很长,可千万次反复地充、放电,而且有很大的电流;具有很宽的电压范围和工作温度范围。
10.兼具传统电容器的大电流快速充放电特性与电池的储能特性,填补了普通电容器与电池之间比能量与比功率的空白,其放电比功率较蓄电池高近十倍,弥补了铝电解电容和可充电电池之间的技术缺口,同时又克服了两者的缺陷,既具有电池的能量贮存特性,又具有电容器的功率特性,它比传统电解电容器的能量密度高上千倍,可达1000W/kg数量级,而漏电流小数千倍。
11.它可在极低温等极端恶劣的环境中使用,具有安全可靠、适用范围宽、绿色环保、易维护等特点,是改善和解决电能动力应用的突破性元器件。
12.它具有高至数千法拉甚至上万法拉的超大电容量,储电能量大、时间长;能够瞬间释放数百至数千A电流,大电流放电甚至短路也不会对其有任何影响;可充放电10万次以上而不需要任何维护和保养,寿命长达十年以上。
13.它可用于以极大电流瞬间放电的工作状态,而不易产生发热着火等现象;充电时间很短,可在几秒之内完成,是一种理想的大功率二次电源。
14.超级电容器比功率大,其特性是:充电时,充电量大,充电量快;放电时,放电量大,放电量快。
(在电动车辆运行时,起步快,加速快,爬坡有力,比铅酸电池大30多倍,这是电动车能用得上最重要的性能)超级电容器与铅酸电池调查比较:1、超级电容器是绿色能源(活性炭),不污染环境。
2、超级电容器寿命长(1-10万次);铅酸电池寿命短(500次),易损坏,难管理,是铅酸电池的20~200倍,可以与设备同命运。
电容和电池的区别是什么?
电容和电池的区别是什么?
电容和电池确实有相似的地方,两者都可以作为储能元件,为电路提供能量,但是两者之间的区别也很大,是不可以简单的拿来互换的。
1、电能存储密度
现阶段来说,电池的电能存储密度要远远大于电容,普通的电容也无法当做一个电池使用,当然目前市面上也有能存储大量电能的超级电容,但是这样的超级电容体积十分巨大,相同的体积的电池要比电容存储更多的电能。
2、充电速度
电容的充电速度要远远快于电池,这是由于两者构造结构不同导致的,现代科技发展日新月异,科学家们在不断探索新型材料,相信假以时日,我们可以用上充电速度飞快的电池或者直接用大存储密度的电容来直接驱动电路也未可知。
(完整版)电池和超级电容器基础知识
一、电池基础知识1、一次电池和充电电池有什么区别?电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充,根据它们的电化学成分和电极的结构可知,真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。
理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响,既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化,既然,一次电池仅做一放电,它内结构简单得多且不需要支持这种变化,因此,不可以将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济,如果需要反复使用,应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池也可称为一次电池或蓄电池。
2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗?另一明显的区别就是它们能量和负载能力,以及自放电率,二次电池能量远比一次电池高,然而他们的负载能力相对要小。
3、可充电便携式电池的优缺点是什么?充电电池寿命较长,可循环1000次以上,虽然价格比干电池贵,但如果经常使用的话,是比较划算的。
充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低,比如,他们放电较快。
另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压,很难预测放电何时结束。
当放电结束时,电池电压会突然降低。
假如在照相机上使用,突然电池放完了电,就不得不终止。
但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。
但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中,因为它容量高,能量密度大,以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。
4、充电电池是怎样实现它的能量转换?每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转换成电能,就二次电子(也叫蓄电池)而言(另一术语也称可充电使携式电池),在放电过程中,是将化学能转换成电能;而在充电过程中,又将电能重新转换成化学能。
这样的过程根据电化学系统不同,一般可充放电500次以上,而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。
Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。
它的额定电压为3.6V,它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退,不象其他充电电池一样,在放电未,电压突然降低。
电容和电池的区别
电容和电池的区别超级电容融合了普通电容的物理特性,很多优势是传统电容、电池无法比拟的:1.具有法拉级的超大电容量,这比普通电容要大得多。
2.可以瞬间释放的功率比普通电池高近十倍,而且不会损坏。
3.充放电循环寿命在十万次以上,这是最大的优点之一,传统电池一般只能充放数百次。
4.能在40度至60度的环境温度中正常使用,传统电池低温下效能将会大大降低。
5.有超强的荷电保持能力,漏电量非常小,传统电池要经常充电才能保持状态。
6.充电迅速,它的速度比普通电池快几十倍,几分钟就可充满一辆汽车所需要的电量。
7.本身不会对环境造成污染,真正免维护,而传统电池仍是有污染。
但超级电容器有最致命的两个缺点:一是它的体积比较大,与体积相当的电池相比,它的储电量要小。
二是即使达到法拉级的电量,但与传统电池相比,仍然少得可怜,按目前的技术,它仍然不能作为电动力的主要储电器,因为它的电量只能驱动车辆行驶几公里。
最本质的区别在于电荷产生的原理不同:电池一般是通过化学作用自身产生电荷进而形成电流,而电容器的充放电则完全是一个物理过程,即外界的电荷流进或流出电容器.因此,电池本身的内阻较大,也没有办法承受较大的放电电流.而电容器的内阻非常低,其放电能力远高于普通电池. 这种差别的一个典型应用就是照相机的闪光灯.我们在需要闪光时先要对闪光灯内的电容充电,然后按动快门的瞬间将存储在电容中的能量迅速释放,于是闪光灯发出我们拍摄所需要的强光.如果没有电容,电池是不可能提供如此高的瞬间电流的.电容是物理原理是带电粒子的聚集存储电能,为暂时性存储,可以在交流,直流电路中使用,对电容充电实际就是电能存储的过程,放电正好相反。
电池是化学反应充电是将电能转化成化学能进行存储,放电时将化学能转化成电能,电池在一定的范围内是可以看成恒压源的,单个电池的电压不会太高,电池释放的电能是通过直流电方。
超级电容和锂电池有什么区别,超级电容有哪些优势?
超级电容和锂电池有什么区别,超级电容有哪些优势?一、什么是超级电容?超级电容一般指双电层电容,双电层电容(Electrical Double-Layer Capacitor)是超级电容器的一种,是一种新型储能装置,超级电容也称为黄金电容,法拉电容,是一种新型电化学电容器,它的特别之处是在存储电能的过程中不发生化学反应,这种反应是可逆的,由于工作原理超级电容可以反复充放电数十万次,因此使用工作时间长,双电层电容介于电池和电容之间,其极大的容量完全可以作为电池使用。
二、什么是锂电池?锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。
20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。
由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。
随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
三、超级电容和锂电池有什么区别?近几年来,超级电容由于存储能量大,充电速度快等优势逐渐代替了普通电容。
同样的体积超级电容的电容量比普通电容的电容量大很多,超级电容的电容量已经达到法拉级,而普通电容电容量很小,通常电容量为微法级。
超级电容不仅能代替普通电容,将来的发展趋势也隐隐约约要代替锂电池。
那么超级电容和锂电池有什么区别呢,超级电容和锂电池相比,超级电容有什么优势?1、超级电容和锂电池工作原理的区别超级电容和锂电池的储能机制不同,超级电容通过双电层储能机制储存能量,锂电池通过化学储能机制储存能量。
02、超级电容和锂电池能量转换的区别超级电容转换能量时没有化学反应,而锂电池是通过电能和化学能之间进行能量转换。
03、超级电容和锂电池充电速度的区别超级电容的充电速度要比锂电池还快,充电10秒~10分钟就能达到额定容量的90%了,而锂电池充电半个小时才75%。
04、超级电容和锂电池工作时长的区别超级电容能充放电数十万次,使用时间长,锂电池充放电800~1000次就要换一次电池很麻烦,能使用的时间也短。
超级电容与电池的关系
超级电容与电池的区别超级电容和电池,都是荷电装置,从结构,特性上有着巨大的差别1、荷电原理超级电容:物理荷电电池:化学荷电2、单位超级电容容量单位:法拉(F)C=Q/U电池容量单位:安时(Ah)C=I*t3、以1000法拉的超级电容,充电到5.5V,荷电量如下:Q=C*U=1000*5.5=5500(库伦)如果以10A充电,所需要的时间(注:1A相当于1秒钟流过1库伦的电荷)T=Q/I=5500/10=550(秒)通过以上分析,对1000法拉的超级电容充电,从0V冲到5.5V,需要550秒再转化成电池的容量:C=I*T=10*(550/3600)=1.528(Ah)4、以做功来和电池对比4.1 超级电容从0V到5.5V充电时,其电压上升曲线为:W=U*I*t=(5.5/2)*10*(550/3600)=4.2(Wh)4.2 假如对5.5V的电池充电(当然没有5.5V的电池,我们只是找出和超级电容的关系),因为电池的充电电压上升曲线不是从0V开始,并且上升非常缓慢,见下图:因为电压曲线上升非常缓慢,就以5.5V计算W=U*I*t=5.5*10*(550/3600)=8.4(Wh)5、充电时的动态响应5.1 超级电容从0V充电到5.5V需要550秒其每秒钟的电压上升量为5.5/550=0.01V,即10mV5.2 电池充电,在这550秒钟内,电压上升一般远小于1V,以0.55V计算其每秒钟的电压上升量为0.55/550=0.001V,即1mV以上事例是以10A充电,如果以100A充电,每秒钟的电压变化时0.1V所以对超级电容充电,超级电容的动态响应较快,所以对设备的动态响应速度也有了更高的要求。
所以我们的设备在对超级电容充电时,会出现调整速度过慢,误差较大的现象。
6、内阻的变化。
超级电容(Supercapacitor)和电池的比较
超级电容(Supercapacitor)和电池的⽐较
之前看到同事在电路设计⾥使⽤了超级电容来进⾏供电,好奇为什么没有⽤到普通的电池,于是就是找了找两个的区别。
有篇⽂章讲得挺好,所以就直接翻译⼀下。
超级电容有点像普通电池和⼀般电容的结合体,能⽐⼀般的电容储存更多的电荷,相较于电池可以承受更⾼频率的充电放电⾏为。
超级电容和电池的主要差别如下:
1)能量密度和功率密度
能量密度单位是Wh/kg,就是⼀千克的这种设备能储存多少能量。
功率密度单位是w/g, 就是⼀克的设备的功率多⼤。
功率密度往往是⽤来衡量引擎或者电源的实际表现情况。
电池在能量密度上⽐超级电容要好得多,但是在功率密度上超级电容有很⼤的优势,⼤概要好上10倍到100倍,所以超级电容更适合于需要较⼤放电功率的场景。
这个维基上⾯的截图,中间的三列是各种超级电容,第⼀列是普通电解电容,最后⼀列则是锂电池。
(图表来源于维基百科)
2)充放电速率
超级电容的放电速度要更快,⽽电池放电时更为平稳缓慢。
综合上前⾯的能量密度,电池的续航能⼒会⽐超级电容优秀。
超级电容放电快充电也快,所以很适合那些需要快充的电⼦设备。
3)寿命
超级电容预计可以进⾏⼀百万次的充放电,其使⽤寿命可以达到10年,这对于⼀般只有⼏年寿命的电池⽆疑是更加的“耐操”。
4)价格
最后⼀个是价格,虽然超级电容近年来发展迅速,价格上变得越来越经济但是还是要⽐电池⾼出不少。
最后附上维基上超级电容和电池的对⽐表。
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超级电容器比电池更好?
◆ 超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池。
有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径。
◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出。
而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏。
◆ 超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。
◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。
在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径。
◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
◆ 超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环。
超级电容与电池拉平差距的机会?
尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少,但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。
相比电池领域,超级电容器的技术过于落后,想要缩小两者在研发方面的差距,首要任务应解决如下问题:
■ 增加超级电容器生产厂商数量,通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发;
■ 扩大高比功率超级电容器的生产规模,实现突破百万件的年生产量;
■将超级电容器当前的制造成本降低50%;
■ 拟定一个超级电容器可持续发展战略,主要针对更高效电极材料的探索。
要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度,主要用于在设备的研发和生产两方面。
与此同时,政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。
————鸣曦电子
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