在過去的幾年裡,超級電容器被譽為下一個锂離子電池。
1991年,超輕锂離子電池投入商用後,徹底改變了能源和電子行業,使小型便攜設備和蘋果、三星、特斯拉等公司成為可能。如今,它們是電動汽車(ev)和電網規模電池存儲中最常見的電池。
超級電容器的典型結構:(1)電源,(2)集電極,(3)極化電極,(4)赫姆霍茲雙層,(5)正負離子電解液,(6)分離器。
最近,當特斯拉收購領先的超級電容器和儲能公司麥克斯韋技術公司時,超級電容器開始成為新聞的焦點。但這項技術實際上可以追溯到20世紀50年代。
Céline Merlet是圖盧茲保羅·薩巴蒂耶大學的CNRS研究員,也是ISC 2021的發言人,他在離子水平上模拟潛在的超級電容器材料,從而更好地了解其儲能潛力。
在這裡,她讨論了超級電容器是什麼,它們如何工作,以及它們的發展方向。
什麼是超級電容器?
與電池一樣,超級電容器也是儲能設備,但是,電池通過化學反應儲存和釋放能量,而超級電容器使用靜電充電。
它們被稱為超級電容器隻是因為它們可以存儲比電容器更多的能量。普通的電容器是由絕緣體隔開的兩塊金屬闆。”絕緣體将聚積在極闆上的正離子和負離子分開。
電容器的充放電速度比锂離子電池快,而锂離子電池的瓶頸在于将化學反應轉化為電荷所需的時間。所以這類的電池非常适合用于相機閃光燈、通信系統和計算機内存備份系統。
但是,它們有一個明顯的缺點。它們按重量計算的能量比锂離子電池少得多。為了提供大量的能量,它們必須非常強大,這使得它們在電動汽車等技術中不切實際。
所以超級電容的出現成功地解決了這一缺陷問題
專家表示當你使用多孔碳[作為電極材料]時,多孔性會産生大量的表面積。可以存儲的電荷與表面積相關,因此超級電容器可以存儲大量能量,大約是電容器的10到100倍。
超級電容器的壽命也比锂離子電池長得多。在使用過程中,化學反應會導緻電池升溫、膨脹和收縮,随着時間的推移會腐蝕電池,它們平均循環500到10000次,而超級電容器平均循環10萬到1億次。
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