中心論題：

• 超級電容器的結構
• 超級電容器的特點和優勢
• 超級電容器的廣泛應用

解決方案：

• 具有雙層結構
• 具有充放電速度快、低阻抗等特點
• 具有廣泛的用途 

隨著社會經濟的發展，人們對於綠色能源和生態環境越來越關注，超級電容器作為一種新型的儲能器件,因為其無可替代的優越性

，越來越受到人們的重視。在一些需要高功率、高效率解決方案的設計中，工程師已開始采用超級電容器來取代傳統的電池。

電池技術的缺陷
Li離子、NiMH等deng新xin型xing電dian池chi可ke以yi提ti供gong一yi個ge可ke靠kao的de能neng量liang儲chu存cun方fang案an，並bing且qie已yi經jing在zai很hen多duo領ling域yu中zhong廣guang泛fan使shi用yong。眾zhong所suo周zhou知zhi，化hua學xue電dian池chi是shi通tong過guo電dian化hua學xue反fan應ying，產chan生sheng法fa拉la第di電dian荷he轉zhuan移yi來lai儲chu存cun電dian荷he的de
，使shi用yong壽shou命ming較jiao短duan，並bing且qie受shou溫wen度du影ying響xiang較jiao大da，這zhe也ye同tong樣yang是shi采cai用yong鉛qian酸suan電dian池chi（蓄電池）的設計者所麵臨的困難。同時，大電流會直接影響這些電池的壽命，因此，對於要求長壽命、高可靠性的某些應用，這些基於化學反應的電池就顯出種種不足。

超級電容器的特點和優勢
chaojidianrongqideyuanlibingfeixinjishu，changjiandechaojidianrongqidaduoshishuangdiancengjiegou，tongdianjiedianrongqixiangbi，zhezhongchaojidianrongqinengliangmiduhegonglvmidudoufeichanggao。tongchuantongdedianrongqiheercidianchixiangbi，chaojidianrongqichucundianhedenenglibiputongdianrongqigao
，bingjuyouchongfangdiansudukuai、效率高

、對環境無汙染、循環壽命長、使用溫度範圍寬、安全性高等特點。
 

除(chu)了(le)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)
，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是(shi)低(di)阻(zu)抗(kang)。所(suo)以(yi)，當(dang)一(yi)個(ge)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)被(bei)全(quan)部(bu)放(fang)電(dian)時(shi)，它(ta)將(jiang)表(biao)現(xian)出(chu)小(xiao)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)限(xian)製(zhi)

，它(ta)會(hui)拽(zhuai)取(qu)可(ke)能(neng)的(de)源(yuan)電(dian)流(liu)。因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)恒(heng)流(liu)或(huo)恒(heng)壓(ya)充(chong)電(dian)器(qi)。

１０年前，超級電容器每年隻能賣出去很少的數量，而且價格很貴，大約１～２美元／法拉
，現在，超級電容器已經作為標準產品大批量供應市場，價格也大大降低

，平均0.01～0.02美元／法拉。在最近幾年中，超級電容器已經開始進入很多應用領域
，如消費電子、工業和交通運輸業等領域。

圖1 超級電容器循環壽命長，具有很高的功率密度、安全性和效率

超級電容器的結構
雖sui然ran，目mu前qian全quan球qiu已yi有you許xu多duo家jia超chao級ji電dian容rong器qi生sheng產chan商shang，可ke以yi提ti供gong許xu多duo種zhong類lei的de超chao級ji電dian容rong器qi產chan品pin，但dan大da部bu分fen產chan品pin都dou是shi基ji於yu一yi種zhong相xiang似si的de雙shuang電dian層ceng結jie構gou，超chao級ji電dian容rong器qi在zai結jie構gou上shang與yu電dian解jie電dian容rong器qi非fei常chang相xiang似si，它ta們men的de主zhu要yao區qu別bie在zai於yu電dian極ji材cai料liao，如ru圖tu2所示。

圖2 在結構上
，超級電容器和電池或電解電容器的主要區別是電極材料
 

早(zao)期(qi)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)極(ji)采(cai)用(yong)碳(tan)，碳(tan)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)很(hen)大(da)，電(dian)容(rong)的(de)大(da)小(xiao)取(qu)決(jue)於(yu)表(biao)麵(mian)積(ji)和(he)電(dian)極(ji)的(de)距(ju)離(li)，這(zhe)種(zhong)碳(tan)電(dian)極(ji)的(de)大(da)表(biao)麵(mian)積(ji)再(zai)加(jia)上(shang)很(hen)小(xiao)的(de)電(dian)極(ji)距(ju)離(li)，使(shi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)容(rong)值(zhi)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)大(da)，大(da)多(duo)數(shu)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)法(fa)拉(la)級(ji)，一(yi)般(ban)容(rong)值(zhi)範(fan)圍(wei)為(wei)1～5000F。

使用超級電容器
chaojidianrongqijuyouguangfandeyongtu。yuranliaodianchidenggaonengliangmidudewuzhixiangjiehe
，chaojidianrongqinengtigongkuaisudenengliangshifang
，manzugaogonglvxuqiu，congershiranliaodianchikeyijinzuoweinengliangyuanshiyong。muqian

，chaojidianrongqidenengliangmidukegaoda20kW/kg，已經開始搶占傳統電容器和電池之間的這部分市場。

zainaxieyaoqiugaokekaoxingerduinengliangyaoqiubugaodeyingyongzhong，keyiyongchaojidianrongqilaiqudaidianchi，yekeyijiangchaojidianrongqihedianchijieheqilaiyingyongzaiduinengliangyaoqiuhengaodechanghe，congerkeyicaiyongtijigengxiao、更經濟的電池。

超級電容器的ESRzhihendi，congerkeyishuchudadianliu，yekeyikuaisuxishoudadianliu。tonghuaxuechongdianyuanlixiangbi，chaojidianrongqidegongzuoyuanlishizhezhongchanpindexingnenggengwending
，yinci
，chaojidianrongqideshiyongshouminggengchang。duiyuxiangdiandonggongjuhewanjuzhezhongxuyaokuaisuchongdiandeshebeilaishuo，chaojidianrongqiwuyishiyigehenlixiangdedianyuan。
　　
一些產品適合采用電池／超chao級ji電dian容rong器qi的de混hun合he係xi統tong，超chao級ji電dian容rong器qi的de使shi用yong可ke以yi避bi免mian為wei了le獲huo得de更geng多duo的de能neng量liang而er使shi用yong大da體ti積ji的de電dian池chi。如ru消xiao費fei電dian子zi產chan品pin中zhong的de數shu碼ma相xiang機ji就jiu是shi一yi個ge例li子zi，超chao級ji電dian容rong器qi的de使shi用yong使shi數shu碼ma相xiang機ji可ke以yi采cai用yong便bian宜yi的de堿jian性xing電dian池chi（而不是使用昂貴的Li離子電池）。
　　
超級電容器單元（cell）的額定電壓範圍為２.5～2.7V,因此，很多應用需要使用多個超級電容器單元。當串聯這些單元時，設計工程師需要考慮單元之間的平衡和充電情況。
　　
任(ren)何(he)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)都(dou)會(hui)在(zai)通(tong)電(dian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，通(tong)過(guo)內(nei)部(bu)並(bing)聯(lian)電(dian)阻(zu)放(fang)電(dian)
，這(zhe)個(ge)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)就(jiu)稱(cheng)為(wei)漏(lou)電(dian)流(liu)，它(ta)會(hui)影(ying)響(xiang)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)單(dan)元(yuan)的(de)自(zi)放(fang)電(dian)。同(tong)某(mou)些(xie)二(er)級(ji)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)相(xiang)似(si)，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)在(zai)串(chuan)聯(lian)使(shi)用(yong)時(shi)需(xu)要(yao)平(ping)衡(heng)，因(yin)為(wei)存(cun)在(zai)漏(lou)電(dian)流(liu)，內(nei)部(bu)並(bing)聯(lian)電(dian)阻(zu)的(de)大(da)小(xiao)將(jiang)決(jue)定(ding)串(chuan)聯(lian)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)單(dan)元(yuan)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)分(fen)配(pei)。當(dang)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)穩(wen)定(ding)後(hou)
，各(ge)個(ge)單(dan)元(yuan)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)將(jiang)隨(sui)著(zhe)漏(lou)電(dian)流(liu)的(de)不(bu)同(tong)而(er)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，而(er)不(bu)是(shi)隨(sui)著(zhe)容(rong)值(zhi)不(bu)同(tong)而(er)變(bian)化(hua)。漏(lou)電(dian)流(liu)越(yue)大(da)，額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)越(yue)小(xiao)，反(fan)之(zhi)，漏(lou)電(dian)流(liu)小(xiao)，額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)高(gao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)，漏(lou)電(dian)流(liu)會(hui)造(zao)成(cheng)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)單(dan)元(yuan)放(fang)電(dian)，使(shi)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)，而(er)這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)會(hui)隨(sui)後(hou)影(ying)響(xiang)和(he)它(ta)串(chuan)聯(lian)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)其(qi)他(ta)單(dan)元(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)（這裏假定這些串連的單元都使用同一個恒定電壓供電）。
　　
為wei了le補bu償chang漏lou電dian流liu的de變bian化hua
，常chang采cai用yong的de方fang法fa是shi，在zai每mei一yi個ge單dan元yuan旁pang邊bian並bing聯lian一yi個ge電dian阻zu

，來lai控kong製zhi整zheng個ge單dan元yuan的de漏lou電dian流liu。這zhe種zhong方fang法fa有you效xiao地di降jiang低di了le各ge單dan元yuan之zhi間jian相xiang應ying並bing聯lian電dian阻zu的de變bian化hua。

另一個推薦使用的方法是主動單元平衡法（active cell-balancing）
，采cai用yong這zhe種zhong方fang法fa
，每mei一yi個ge單dan元yuan都dou會hui被bei主zhu動dong監jian視shi，當dang有you電dian壓ya變bian化hua時shi
，即ji進jin行xing互hu相xiang平ping衡heng。這zhe種zhong方fang法fa可ke以yi降jiang低di單dan元yuan上shang的de任ren何he額e外wai負fu載zai，使shi工gong作zuo效xiao率lv更geng高gao。
　　
如ru果guo電dian壓ya超chao過guo單dan元yuan的de額e定ding電dian壓ya
，將jiang會hui縮suo短duan單dan元yuan的de使shi用yong壽shou命ming。對dui於yu高gao可ke靠kao性xing超chao級ji電dian容rong器qi來lai說shuo，如ru何he維wei持chi電dian壓ya在zai要yao求qiu的de範fan圍wei內nei是shi關guan鍵jian的de一yi點dian，必bi須xu控kong製zhi充chong電dian電dian壓ya，以yi保bao證zheng它ta不bu能neng超chao過guo每mei個ge單dan元yuan的de額e定ding電dian壓ya。