超级电容器解释-了解这些令人难以置信的电子元件

超级电容器解释-了解这些令人难以置信的电子元件
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简介

超电容器或超级电容器是新的替代能源储存。未来可能的替代品电池在美国,超级电容器正逐渐进入几乎每一种家用电子设备,尤其是便携式电子设备。

然而,需要注意的是,超级电容器不是电池。那么有什么不同呢?

传统电池使用化学物质和电极将能量储存在封闭的结构中,而超级电容器则将电能储存在两个带电极板之间。还有一个区别是传统的电容器随着化学反应的发生而逐渐放电,而超级电容器可以一次性放电所有能量。现在,让我们来看看超级电容器是如何工作的。

工作

超级电容器的主要优点是与传统电池相比,它们具有高能量密度。此外,超级电容器是生物可降解的,既可用于小型便携式电子产品,也可用于大型飞机。

超级电容器,因为他们也知道,是双层电容器与电解溶液。极化溶液在电容器内储存能量。值得注意的是,在溶液中不会发生化学反应,就像在传统电池中那样。此外,这种机制也是可逆的,这意味着超级电容器可以存储和放电的电量是传统电池的数百倍。

这种高储能能力的实现主要有两个原因。首先,超级电容器使用多孔碳电极,这增加了表面积,从而允许更多的能量存储。其次,它有一个介电电容器,产生一个小的电荷分离,允许最大限度地存储整个电容器的电力。

请看下面的图表,它展示了单个细胞的结构原理图以及这些细胞的一系列排列

应用程序

超级电容器几乎被用于每一个移动电子设备;然而,它的主要应用被认为是汽车。随着绿色能源的兴起,超级电容器可以用于驱动绿色电动汽车。在汽车上使用超级电容器的主要优点是可以充电数百万次,充电时间也不到90秒。此外,不需要更换,一个电池可以一起使用数年。

缺点

虽然已经证明超级电容器可以储存大量电能,但市场上没有产品使用超级电容器来储存大量电能。目前市场上只有小型消费品使用超电容器。

原因之一是,由于超电容器能量损耗快,需要不断充电。此外,传统电池在储存时只消耗10%的能量,而超级电容器几乎消耗了一半的能量。然而,由于它们可以在几秒钟内充满电,这些问题并不被认为是障碍。预计在几年内,甚至现有的问题也将得到解决。

参考文献

普拉萨德,P.P.S. & Munshi M.Z.A. (1995)固态电池和电容器手册.新泽西州:世界科学酒吧有限公司