北极星智能电网在线讯:超级电容可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景,在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景,特别是在部分应用场景具有非常大的性能优势。根据美国能源局测算,超级电容的市场容量从2007年的40亿美元,增长到2013年的120亿美元,中国市场超级电容2013年则达到了19.2亿元人民币。一旦汽车等应用打开,市场将迎来快速的爆发。
双电层理论:超级电容的工作原理:
1双电层理论
超级电容(法拉电容、黄金电容)是利用电子导体活性炭与离子导体有机或无机电解液之间形成感应双电荷层原理制成的电容器。超级电容器电荷距离远比传统电容器介质材料所能实现的距离更小,活性炭电极表面积成数量级增大,使得超级电容较传统电容器而言有超级大的静电容量,这也是其超级所在。
双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的。1879年Helmholz发现了电化学界面的双电层电容性质;1957年,Becker申请了第一个由高比表面积活性炭作电极材料的电化学电容器方面的专利(提出可以将小型电化学电容器用做储能器件);1962年标准石油公司(SOHIO)生产了一种6V的以活性碳(AC)作为电极材料,以硫酸水溶液作为电解质的超级电容器,1969年该公司首先实现了碳材料电化学电容器的商业化;1979年NEC公司开始生产超级电容器(SuperCapacitor),开始了电化学电容器的大规模商业应用;随着材料与工艺关键技术的不断突破,产品质量和性能不断得到稳定和提升,到了九十年代末开始进人大容量高功率型超级电容器的全面产业化发展时期。
在超级电容器的产业化上,最早是1980年NEC/Tokin与1987年松下三菱的产品.到20世纪90年代,Econd和ELIT推出了适合于大功率启动动力场合的电化学电容器.如今,Panasonic、NEC、EPCOS、Maxwell、NESS等公司在超级电容器方面的研究均非常活跃。目前美国、日本、俄罗斯的产品几乎占据了整个超级电容器市场,各个国家的超级电容量器产品在功率、容量、价格等方面都自己的特点和优势。
电容器不同于电池,在充放电时不发生化学反应,电能的储存或释放是通过静电场建立的物理过程来完成的,电极和电解液几乎不会老化,因此使用寿命长,并且可以实现快速充电和快速大电流放电。