钡超级电容器-快速存储和放电

2010-09-10

商业应用和电气项目

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钡超级电容器简介

有时被称为超级电容器或者双层电容器，

钡超级电容器看起来很可能是一个很好的替代品，或者至少是目前锂离子和铅酸电池技术的一个附加功能。这是一个平行板电容器，利用钛酸钡粉末作为一个重要的成分。

与电池相比，这些更有益，因为在使用时不会发生化学反应能量被充电或排放。

因此，它们可以被充电任何次数而没有任何退化。EEstor表示，这种电池技术可以储存比铅酸电池多十倍的电量(同等重量)，而成本只有铅酸电池的一半。

这些超级电容器非常高效，在充电或放电过程中几乎没有能量损失(通常小于1%)。它们不依赖于任何化学反应，可以在很宽的温度范围内有效工作。(范围:-40°摄氏度至+70°摄氏度)。这些电容器的能量密度目前约为电池的10-20%;然而，该领域的研究和开发可以大大提高超级电容器的能量密度。

准确地说，钡超级电容器电介质的能量约为280瓦时/千克;与铅酸电池产生的32瓦时/公斤和锂离子电池产生的120瓦时/公斤相比，这要大得多。这导致了它在电动汽车上的广泛应用，包括军事用途。通过对钛酸钡粉体的组成进行改性，可以大幅度提高超级电容器的电压。

通过使用先进的电力电子设备和自动化生产线，可以为一辆重量不到100磅的电动汽车建立一个15千瓦时的储能系统，并且可以在大约10分钟内充满电。

生产钡超级电容器的主要挑战是钛酸钡粉末的稳定性和纯度不应该有任何妥协，因为这可以提高生产的稳定性，从而提供更好的介电常数和所需的高电压。

更好的介电常数避免了电流在两个极板之间的泄漏，从而提高了可存储的电荷量。介电常数额定值的提高对提高产量有很大的帮助;高产量可以毫不费力地实现。

温度范围是面临的另一个困难，因为钛酸钡介电在极低的温度下表现不佳。当然，陶瓷结构是脆性的，很快就会由于热应力产生微裂缝，从而导致过早失效。这种技术也需要高电压，但这种高压电容器即使不使用也放电很快。因此，它们需要经常充电。此外，安全性也是一个需要考虑的主要因素，特别是在如此高的电压水平下。

钡超级电容器有各种尺寸，每种都在商业领域有应用。它的应用范围从电动汽车的动力系统到电子设备的小型备用电源。

它们能产生比化学电池更高的能量脉冲。因此，它们与普通电池一起使用，以产生所需的能量脉冲;这也可以作为备用电源，以防电池故障。

纳米技术有可能从根本上改变运输系统，抵消一些可再生能源发电机的间歇性问题，并提高电网的稳定性。

正如本文所述，钡超级电容与传统电池相比有几个优点;它们可以以更高的速率充放电，而且退化很小。然而，主要的缺点是他们的能源存储能力。

与锂离子电池相比，即使是最好的超级电容每磅也要少储存25%的能量。除此之外，超级电容器是电力驱动汽车的最佳选择，因为它们能够发射或吸收快速震荡的电流。

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