大容量动力型超级电容器存储性能 附超级电容器的发展及应用+超级电容器的原理及应用

摘要：超级电容相的电荷存储能力受多个因素的影响。以商品化的大容量

动力型超级电容器为研究对象，从充电电流、充电电压、恒压时间、存储温度和

电解液体系5个方面对超级电容器单体的电压保持能力进行系统研究。结果表

明，较低的充电电流、充电电压和环境温度以及较长的恒压时间有利于电荷储存,

单体电压保持能力较好。此外，当使用的电解质盐相同时(四氟硼酸四乙基钱，

TEA-BF4),碳酸丙烯酯(PC)溶剂基电解液体系的电压保持能力较好；而当使用

的溶剂相同时(PC基体系电解液时)，相同浓度的TEA-BF4电解液电压保持能力

比四氟硼酸螺环季钱盐(SBP-BF4)电解液好。

关键词：超级电容器；存储性能；自放电；电压保持能力；电压；温度

现代社会对可再生能源的需求使得储能装置在能源有效利用的过程中起到

了重要作用。近年来，超级电容器(SC)由于其高功率密度和长循环寿命而被广泛

应用于各个领域，如储能式有轨电车、混合动力汽车、港口机械等。然而，其应

用仍然有限，原因之一便是受制于其固有的快速自放电。超级电容器的自放电是

在未连接到电源的情况下会逐渐出现电压下降和能量损失的现象。要解决或减轻

自放电问题是一项具有挑战性的任务，因为自放电的机制是多样的且尚未被完全

理解。目前科研人员研究了各种超级电容器模型下的自放电现象，但是针对商业

化大容量动力型超级电容器单体的自放电研究十分匮乏。本文通过改变充电电

流、恒压时间、充电电压、环境温度和电解液体系等5个因素，探究各个因素对

超级电容器单体电压保持能力的影响，考察了1~150d的超级电容器电压保持

能力，从而找到更好的充电方法，旨在改善商业化单体的自放电现象。

1实验

选取商品化产品2.7V/9500F动力型超级电容器单体作为研究对象。采用超

级电容器测试仪PNE对电容器进行充放电测试。标准测试过程为200A恒流充

电至截止电压2.7V,恒压0.5h,然后在25℃恒温条件下静置，用欧姆表测试

单体两端电压测试电压保持能力。考察超级电容单体不同充电电流的电荷储能能

力，设计充电电流为300、250、200、150、100、50、20、10、5、2、1A。考

察单体不同充电时间的电荷储能能力，设计充电恒压时间为0.5、1、3、6、10h。

考察单体不同电压下的电荷储能能力，设计充电截止电压为2.0、2.3、2.5、2.7、

2.85V。考察单体在不同温度下的电荷储能能力，将其置于环境温度箱，设计温

度为25、45、55、65℃。考察单体在不同电解液体系的电荷储能能力，设计不

同电解液(TEA-BF4/AN、TEA-BF4/PC和SBP-BF4/PC)。

2结果与讨论

2.1充电电流对电压保持能力的影响

表1是充电电流为300A和1A,不同电压单体的自放电(SD,24h)。从表

中可以看出，充电电流为300A时,充电截止电压为2.0、2.3、2.5、2.7和2.85V

的单体的SD依次为298.7、319.7、391.0、473.4和575.1mV；充电电流为1A

时，单体的SD依次为41.6、51.2、62.7、93.4和118.3mV。图1为不同充电电

流不同电压SD(24h)测试，可以看出，在充电电流比较高的情况下(N100A),电

容器单体的SD随充电电流的降低减小得较多。在充电电流比较低的情况下(<100

A),电容器单体的SD随充电电流的降低减小得较少，都保持在比较低的数值。

这是由于充电电流较高时，电解质离子不能充分进入到电极炭材料内部和较窄的

孔隙中，充电电流较低时，电解质离子可以充分进入电极炭材料微孔中，SD较

小。单体的SD随充电电流的减小而减少，电压保持能力随充电电流的减小而增

加。

表1充电电流为3()()A和1A,不同电压单体的SD(24h)

充电截止电压/V2.02.32.52.72.85

SD（充电电流300A）/mV298.7319.7391.0473.4575.1

SD(充电电流1A)/mV41.651.262.793.4118.3

600

500

400

I

d

s300

200

100

0

100101

电流/A

图1不同充电电流不同电压SD(24h)测试(充电电流由300-1A,测试温度

25℃)

2.2恒压时间对电压保持能力的影响

图2为不同恒压充电时间单体24hSD测试曲线。从图中可以看出，恒压充

电时间越长，单体SD越小，当恒压充电时间为0.5h,单体SD为194.7mV,当

恒压充电时间为10h,单体SD为85.2mV。这主要是由于恒压时间长，电解质

离子能充分进入活性炭内部和较窄的孔隙中。去掉外加电源后，这部分电解质离

子回到电解液中的较少。若不考虑电力损耗因素，可通过提高单体恒压充电时间

以降低单体的SD。

200

80

0246810

时间/h

图2不同恒压充电时间单体SD(24h)测试(充电电流200A,充电截止电压

为2.7V,测试温度为25℃)

2.3充电电压对电压保持能力的影响

图3为不同充电电压下单体开路电压测试曲线(25℃)。从图中可以看出，

在不同充电电压下的单体端电压均随静置时间的对数而线性减少，也就是说，单

体自放电过程中的电压衰减可以用指数数学模型计算。如表2所示不同充电电压

下单体开路电压测试数据可以看出，静置Id,充电截止电压为2.85V、2.7V、

2.5V、2.1V、1.7V和1.3V的单体端电压依次为2.42V、2.35V、2.19V、1.81

V、1.53V和1.17V；静置150d,单体端电压依次为1.76V、1.71V、1.61V、

1.42V、1.13V和0.90V。相同静置时间，初始充电截止电压越高，单体的瑞电

压越高，其中充电电压为2.85V的单体端电压最高。主要是由于充电电压高，

单体充满电状态需要吸附更多的电解质离子，在电极/电解液界面累积更多的电

解质离子。当去掉外部电源时，没有电场的束缚，从电极表面脱附的电解质离子

数目越多，电压降低得越多，电压保持能力越低。目前商业化超级电容产品的

SD在2.7V测定。因此，可通过适当降低单体充电截止电压提高单体电压1勺保

持能力。

2.5

时间/d

图3不同电压下单体静置电压保持能力测试（25℃,充电电流200A）

表2不同充电电压下单体开路电压测试数据

充电截止电压/V1.31.72.12.52.72.85

静置1d/V1.171.531.812.192.352.42

静置30d/V1.101321.651.871.962.05

静置150d/V0.901.131.421.611.711.76

2.4温度对电压保持能力的影响

图4为不同温度下单体静置电压保持能力测试曲线。从图可以看出在不同的

温度下静置的单体的端电压和电压保持率随静置时间的对数而线性减少。表3

为不同温度下单体静置开路电压测试数据，65、55、45和25C温度下的单体静

置Id端电压依次为1.87、2.03、2.11和2.42V,电压保持率依次为65.9%、71.2%、

73.8%和85.0%；静置150d,单体端电压依次为0.90、1.10、1.为和1.76V,电

压保持率依次为31.6%、38.5%、45.5%和61.9%。相同的静置时间，环境温度越

高，单体的端电压越低，电压保持能力越低，单体的自放电越快。这主要是与环

境温度有关，温度越高电荷运动能力越强，使得单体电荷保持能力越低。同时温

度越高，越容易发生氧化还原反应，引起漏电流增大。随着静置时间增加，单体

端电压减少变慢，趋于稳定。

2.5

▼65

时间/d

(a)单体端电压

100

80

60

40

20

“110100

时间/d

(b)单体电压保持率

图4不同温度下单体静置电压保持能力测试(充电电流200A,充电截止电

压2.85V,恒压0.5h)

表3不同温度下单体静置开路电压测试数据

龄就“收55c

峥止时间M

用电他/V作持率/%剂电陵/V保持率/%融电限/y保持率/%端电压/V«!!♦/%

11.876S.92.0371.22.1173.82.4285.0

1500.9031.61.1038.51304s.s1.7661.9

2.5电解液体系对电压保持能力的影响

图5为不同电解液体系单体静置电压保持能力测试曲线。从图可以看出，在

不同的电解液体系中单体的端电压随静置时间的对.数而线性减少。当单体使用电

解液为相同电解质盐而溶剂不同(即TEA-BF4/AN和TEA-BF4/PC)时，单体的端

电压随静置时间减少的线性直线的斜率近似相同，在相同的静置时间，使用

TEA-BF4/PC电解液单体的端电压较高，这主要与电解液的电导率相关。而使用

相同溶剂和不同电解质盐组成的电解液(即SBP-BF4/PC和TEA-BF4/PC)时，单

体的端电压随静置时间减少的线性直线的斜率相差较大，这主要是由于不同电解

质盐在相同溶剂中的活度不同。

时间/d

图5不同电解液体系单体静置电压保持能力测试曲线(充电电流200A,充

电截止电压为2.7V,恒压0.5h,测试温度为25C)

3结论

超级电容器单体的SD随充电电流的降低而减小，当充电电流降至100A以

下时，该减小趋势变缓。单体的SD随着恒压充电时间的增加而减小。单体端电

压均随静置时间的对数而线性减少，相同静置时间，初始充电截止电压越高，单

体的端电压越高，其中充电电压为2.85V的单体端电压最高。在相同的静置时

间，温度越高，单体的自放电越快，电压保持能刀越低。此外，使用相同电解质

盐的电解液中，基于PC电解液体系单体的SD比基于AN体系更小；而使用相

同溶剂的电解液，基于TEA-BF4/PC电解液单体的SD比SBP-BF4/PC的更小。

超级电容器的发展及应用

摘要：超级电容器因具有循环寿命长、容量大、污染小，可快速进行充/

放电等优点，在电子、军事、新能源等高新技术领域得到广泛应用。其性能主要

由电极和电解质的性能水平决定。鉴于此，本篇文章综合概述了超级电容器的发

展历程，并浅析了超级电容器中的关键技术，即对电极材料和电解质的相关理论

和应用进行探究，由此延伸出超级电容器在高新技术领域的具体应用。

关键词：超级电容器;性能水平;发展历程;具体应用

1超级电容流的历史发展

电容器最早出现是在18世纪中叶，莱顿瓶被公认为所有电容器的鼻祖。1957

年，美国人Becker获得了双电层电容器的专利，为超级电容器的发展奠定了基

础。20世纪60年代，超级电容器不断推陈出新，并于80年代逐渐走向市场。

1969年美国标准石油公司(SOHIO)首次实现了碳材料电化学电容器的商

业化。1979年日本NEC公司将超级电容器推向市场，引起人们广泛关注，20

世纪90年代，俄罗斯的Econd公司和Elit公司又推出了遹合于大容量、高功率

场合的电化学电容器。如今，Panasonic>NEC、EPCOS、Maxwell等公司在超级

电容器方面的研究均非常活跃，美国、日本、俄罗斯仍处于世界领先地位。

与国外相比，我国超级电容器的研究起步较晚，始于上世纪9（）年代末。2（）08

年之前，电极技术曾一度制约了我国超级电容器行业的发展。但随着核心电极技

术的突破，国内相关企业又从高分子科学角度出发，自主研发干法电极技术，为

中国汽车行业的超级电容应用和干法电极电池的发展奠定了坚实基础。

在超级电容的电解液方面，我国很多厂家已经占据了主导地位。有些公司正

在研究将新型材料与特定的加工工艺相结合，来改善现有电解液的缺点，以进一

步提升超级电容器的工作性能，拓展新的应用领域［1］。

2010年开始，国产超级电容器已陆续开始在新能源汽车、电力配网设备等

领域应用。2015年之言，我国超级电容器产业在国际上，率先应用于储能式有

轨电车、超级电容客车等领域;在轨道交通、风力发电、电动船舶等领域的应用

规模已经达到世界领先水平。经过多年的自主创新，我国超级电容器的研发和生

产能力显著提升，产品技术水平和产能规模都趋近国际先进水平［2］。

2016年，中国在世界上成立了第一个超级电容产业联盟，目前己经有176

个会员单位，这个规模甚至超越了欧美及全世界电容器厂商的总和。至2020年,

据超级电容产业联盟统计，最近五年中国超级电容器产业的市场增长率超过

35%。其中，部分产品赶上了产业升级换代的好时机，市场增长率甚至超过了

100%o

2超级电容器特性

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间、具有特殊性能的新型储能装

置。其静电容量大，使用寿命长，能实现快速充电和大电流放电，因此被称为“超

级”电容器［3］。

2.1超级电容器的优点与缺点

超级电容器的优点如下：

（1）超高电容量；

（2）高功率密度；

（3）充电速度快；

（4）超长循环寿命；

（5）使用温度范围宽；

（6）充/放电效率高；

（7）产品质量轻，绿色环保。

虽然超级电容器有如此多的优势，但在使用过程中并非每一个方面都是优越

的。超级电容器的缺点如下：

（1）泄漏。超级电容器安装位置不合理，容易引起电解质泄漏等问题；

（2）电路。超级电容器因内阻大，仅限于直流电路的使用；

（3）价格。超级电容器是新一代高科技产品，生产成本较高。

2.2超级甩容器分类

根据不同的标准，超级电容器有不同的分类方式。按照储能机理的不同可分

为：双电层超级电容器和法拉第震电容超级电容器。

双电层超级电容器充/放电容量大、效率高、循环寿命长，在未来的储能系

统中极具发展潜力。然而，它的能量密度低。因此，提高它的工作电压成为关键。

法拉第（W电容超级电容器具有比双电层超级电容器更高的理论比电容，但是

它存在着生产成本高、电极材料利用率低、倍率性能差以及循环稳定性差等诸多

问题。

为了克服不同超级电容器的缺陷，一直以来，人们对于超级电容器的研究主

要集中在开发新型的电极材料、选择合适的电解液、优化电容器的组装技术这三

方面。电极材料和电解液直接影响着超级电容的性能，本篇文章着重对这两方面

进行介绍。

3超级电容器电极材料

3.1碳基电极材料

在超级电容潜电极材料中，研究最早、技术最成熟的便是碳材料。目前:研

究较多的电极材料主要有：活性炭、碳气凝胶等［4］。

3.L1活性炭

活性炭是超级电容器最早采用的碳电极材料。其性能优势有：

（1）比表面积大；

（2）孔隙结构发达；

（3）化学稳定性高；

（4）纯度高，导电性好，具有良好的热稳定性；

（5）易于加工，价格低廉，来源丰富。

随着对碳基材料的性能要求越来越高，活性炭的后期调控改性技术越来越受

到重视。活性炭的改性包括两个方面：一是表面结构改性;二是活性炭的表面化

学性质改性。

3.1.2碳气凝胶

碳气凝胶是是继活性炭和活性炭纤维之后的又一理想电容器电极材料。它导

电性能好、隔热性能优异、吸附能力强、化学性质稳定。

在制备过程中，研究者通过改变催化剂种类、调整反应物与催化剂配比等改

性方法，制备出结构和电容性能各异的碳气凝胶，但其孔结构基本上还是中孔。

因此，如果人们能够在不改变炭网络结构的基础二，给它们附加均一的微孔性或

大孔性结构，这无疑将给碳气凝胶注入新的特性和应用价值。

3.2金属氧化物电吸材料

金属氧化物是目前比电容和能量密度最高的材料。它原料来源丰富、形态结

构多样、电阻低、功率密度高，已成为公认首选的电极材料。

3.2.1贵金属氧化物

氧化钉电极材料是最先被研究的金属氧化物电极材料，也是迄今为止性能最

优异的法拉第鹰电容材料但是，钉资源有限且价格昂贵，寻找其替代材料或添

加其他材料以减少其用量，成为主要研究方向。目前，将氧化钉与有相似功能且

廉价的其他材料复合，组成复合氧化钉电极材料逐渐成为一种趋势。

3.2.2过渡金属氧化物

贵金属氧化物及其复合材料的高成本大大限制了它的应用。因此，研究者们

正在努力研究用其他过渡金属氧化物来代替贵金属氧化物。

比如：银电极材料具有高比电容、良好的倍率性能及稳定性，且储量丰富、

价格低廉、绿色无毒，是一类极具开发潜力的电极材料•。但其电位窗口相对较低,

如何增加电位窗口以满足实际商业应用求，仍然是一个有待解决的问题。

3.3导电聚合物电吸材料

导电聚合物又称导电高分子，它因具有理论比电容大、导电性好、成本低、

易于大规模生产等优点，受到广泛关注。

随着对轻量级的先进储能设备的要求日趋强烈，导电聚合物因具有较高的灵

活性和易制造性，被认为是在柔性超级电容器应用中最有发展前景的电极材料之

一。为了使导电聚合物材料的电化学性能、热稳定性和力学性能满足实际需要，

人们致力于研究通过调整聚合方法、表面活性剂的类型和含量等来提高其结晶

度，从而控制其微观结构和表面形态。

4超级电容器电解液材料

4.1水系电解液材料

水系电解液电导率高、阻抗低，在可承受性、导电性、热容量和环境影响方

面具有很大的优势。所以，直到现在水系电解液在超级电容渊的应用中占比依然

很大。

但是，水系电解液的主要缺点是受到水分解的制约，电容器的电化学窗口较

窄，负极电位在0V左右发生析氢反应，正极电位在1.23V左右时发生析氧反应，

气体的生成会导致超级电容器的损坏。因此，扩大工作电压窗口提高能量密度是

目前的研究趋势。除此之外，另一个难点是对操作温度的限制，需要控制在水的

凝固点以上沸点以下。

4.2有机系电解液材料

有机系电解液材料由于其2.5〜2.8V的高工作电压，在超级电容器中应用也

很广泛。

但是，使用有机系电解液的超级电容器仍然存在许多有待解决的问题：一是

使用有机电解液价格昂贵，比容量没有水系超级电容器高。二是要考虑电容器的

安全问题，譬如电解液的可燃性、挥发性和毒性等。二是有机系超级电容器的生

产和组装过程对环境要求十分严格，增加生产成本。因此，目前对于有机电解液

的研究主要集中在开发新型电解质盐和优选有机溶剂两个方面，使电解液具有更

加优异的性能［7］。

5超级电容器的应用

超级电容器因其有众多的优点，在很多领域得到成功应用。比如，在电子行

'也，可用作存储器、电脑等设备的备用电源，也可作为录音机、便携式摄影机等

小型电器的电池;在电动汽车及混合动力汽车领域，超级电容器能较好地满足电

动车，特别是混合动力型电动车在启动、加速、爬坡时对功率的各种需求……下

面对在电力系统中的应用进行详细介绍［5］。

从全球来看，提高电力系统的运行可靠性越来越受到重视。因此，提高存储

器容量成为一种重要的解决方法，特别是对那些能源的获取途径不完全可靠的情

况更是如此，比如风能或太阳能发电［6］。

目前，就需要哪现能量存储的问题，已经开展了很多的研究。电化学电容器

为大容量存储提供了一种解决方案，尤其是采用水系电解液的非对称型电化学电

容器。

2009年，国家电网公司公布了“智能电网”发展计划，超级电容器在智能电

网中的应用也日趋增加。在新能源消纳方面，输出功率变化较大的可再生能源在

发电并网时，超级电容器能够有效降低电网中的短时间（＜lmin）功率扰动。在

微电网运行方面，超级电容器能够为“并网运行''和"孤岛运行''两种模式之间的切

换提供短时供电，避免供电波动。同时，当微网中存在电梯、高铁站等大负荷站

点时，超级电容器的加入可以缓解大启动电流对电网的冲击。在配电网能量调节

方面，超级电容器的应用有助于调频、调相和调压，同时，它还参与有功/无功

补偿以及谐波补偿。

6结语

超级电容器以超大容量和高储能密度成为新型“绿色”储能元件，在众多领域

中发挥了极大的作用。电化学电容器技术虽然已经得到了很好的积累和发展，但

尚有许多需要解决的问题，如：它的工作电压低、内阻大等。

今后，超级电容器的研究重点仍然是通过开发和设计新材料，得到更加理想

的电极材料和电解液，从而提高超级电容器的性能，制备出性能更好、价格更低、

使用更便捷的新型产品以满足市场需求。

参考文献

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超级电容器的原理及应用

几种电化学元件的性能比较表

性能普通电容器超级电容器普通电池

比功率(w/kg104-106102-104<500

比容量(wh/kg)<0.20.2-20.020-200

循环寿命>106>105<104

充电时间lO^-lO^sO.3-3Osl-5h

放电时间lO^-lO-60.3-30sO.3-3h

充放电效率>95%85%-98%70%-85%

摘要：超级电容器是介于传统电池和传统电容器之间的一种新型储能装置。

超级电容器因其具有高比功率、能迅速充放甯、绿色环保、无须维护等优点，越

来越受到人们的重视，也逐渐应用于生活中的方方面面。本文着重介绍了超级电

容器的储能原理和主要应用领域，并且对超级电容器的性能特点及分类做了简要

阐述。

关键词：超级电容器;储能原理;性能特点;应用领域

1简介

在宏观经济市场的条件下，人们的物质水平及生活质量在不断地提高，对能

源的需求也逐渐增大，造成能源危机日益加重。而对n益严重的能源危机和传统

普通电池存在使用寿命较短、污染环境等劣势现象，使得人们不得不开始寻找新

型能源的开发利用。超级电容器(Supercapacitors)就是在如何解决人们日益增

长的物质需求与我国现存的能源短缺的矛盾的条件下应运而生。超级电容器是一

种新型的电化学储能装置，其储能过程高度可逆。经研究发现：超级电容器具有

法拉级的大容量，其功率密度远大于普通电池的功率密度，并且兼具充放电效率

高、绿色环保、无需维护等特点。正是由于超级电容器具备的这些特点，使得人

们一再重视并不断研究如何提高超级电容器性能的课题。

但是，与普通电池相比，超级电容器的能量密度远低于普通电池，这一原因

在一定程度上限制了超级电容器的发展。如何增大超级电容器的比容量，成为发

展超级电容器面临的难题之一。有学者提出：普通电池具有很大的比容量，将超

级电容器与普通电池结合起来使用，充分发挥两者的优点，扬其长避其短，是未

来储能器件的发展方向之一。

2超级电容器的概述

2.1超级电容器的基本概念

超级电容器是一类类似于蓄电池而又有一定程度差别的储能装置.它是一种

介于普通电池和普通电容器之间的电化学元件，能量的储存主要是通过极化电解

质。其储能过程不仅高度可逆，而且是物理变化过程。因此，超级电容器既能够

反复充放电，又不会末比电容产生任何影响。

2.2超级电容器的储能原理

按照储能原理机制，超级电容器分为以下两类：双电层电容和准电容（又称

法拉第鹰电容）。

（D双电层电容。双电层电容器储存能量的途径，主要是通过电极和电解

质之间形成的界面双层。［1］所谓界面双层，是指在双电层电容器中电极与电解

液相互接触，在库伦力、分子及原子间作用力的相互影响下，固液界面上出现稳

定的、符号相反的双层电荷。a.充电过程：在两电极上施加电场，在电场的作用

下，电解液中的阴阳离子分别向正负两极移动，从而形成双电层;撤去电场后，

利用同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引的性质，实现双电层的稳定，产生稳定

的电势差。b.放电过程：将电极与外电路连通，在电势差的作用下，电子发生定

向移动形成外电流。此时吸附在电极表面上的阴阳离子回到电解液本体，双电层

解体。

（2）准电容。准电容器主要是指在电极材料表面或体相的二维或准二维空

间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反

应，产生与电极充电电位有关的电容。由于反应在整个体相中进行，因而这种体

系可实现的电容较大"2］a.充电过程：将电极与外电路连通，在外电场的作用下,

电极或溶液表面聚集大量的阴阳离子，通过氧化还原反应，这些离子进入到电极

表面活性氧化物的体相中，从而实现电荷的储存.b.放电过程：进入氧化物中的

离子通过以上氧化还原反应的逆反应重新返回到电解液中，同时将所存储的电荷

通过外电路释放出来。

2.3超级电容器的分类

对于超级电容器而言，可从不同方面对其进咛分类，具体分类如下：

（1）从储能原理方面，可分为双电层电容器、准电容器和混合型电容器。

混合型电容滞解决了蓄电池的功率密度低和超级电容器能量密度较低的缺点，而

旦不必借助串联结构，混合型超级电容器就能满足工作电压的需求。

（2）从电极材料方面，可分为碳电极电容器、导电聚合物电容器和贵金属

氧化物电极电容器。其中由于活性炭的成本较低、比表面积高、容量大等优点而

被广泛应用。

（3）从电极上的反应情况及结构方面，可分为对称型和非对称型超级电容

器。对称型超级电容器的特点是电极组成相同、反应相同、反应方向相反;非对

称型超级电容器的特点是电极组成不同、反应不同。

3超级电容器的特点

3.1超级电容器的优点

相对于其它储能装置而言，超级电容器主要有以下几点优势［3］：

（1）高比功率：超级电容器的功率密度是普通电池的10〜100倍。

（2）使用寿命长、充放电效率高：超级电容器的充放电过程是物理变化，

理论上可充放电数十万次乃至无穷大，而且能够迅速充放电。

（3）作用温度范围宽：在超级电容器的充放电过程中，电荷的转移主要是

在电极活性物质表面进行，随温度的变化其容量不会发生较大的变化，在-40〜

7（）摄氏度的环境下均能正常工作。

（4）可靠性高：久置不用，普通电池和超级电容器都会发生电压降低的现

象，对它们进行充电便可使电压复原。与普通电池不同的是，超级电容器的容量

性能不会因此受到任何影响。

（5）绿色环保、无污染：超级电容器在生产、装备、工作过程中不会产生

污染环境的物质，并且线路简单，可以直接读出剩余电量，检测方便。

3.2超级电容器的缺点

（1）能量密度低：相较于普通电池，超级电容器的能量密度远低于普通电

池的能量密度。

（2）耐压较低：单体电压低，受制于超级电容器的电解溶液的分解电压。

（3）成本高，和铝电解电容器相比，超级电容器的内阻较大，不可以用于

交流电路。

3.3超级电容器与其他储能装置的比较

4超级电容器的主要应用领域

4.1运输方面

超级电容器在运输方面主要应用于电动汽车和混合动力汽车领域。电动汽车

和