超級(jí)電容器

　　概述：

    超級(jí)電容器（supercapacitor,ultracapacitor），原理[1]

　　又叫雙電層電容器(ElectricalDouble-LayerCapacitor)、電化學(xué)電容器(ElectrochemcialCapacitor,EC),黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。

　　超級(jí)電容器是建立在德國(guó)物理學(xué)家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上的一種全新的電容器。眾所周知，插入電解質(zhì)溶液中的金屬電極表面與液面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)符號(hào)相反的過剩電荷，從而使相間產(chǎn)生電位差。那么，如果在電解液中同時(shí)插入兩個(gè)電極，并在其間施加一個(gè)小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時(shí)電解液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)的作用下會(huì)迅速向兩極運(yùn)動(dòng)，并分別在兩上電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層。它所形成的雙電層和傳統(tǒng)電容器中的電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的極化電荷相似，從而產(chǎn)生電容效應(yīng)，緊密的雙電層近似于平板電容器，但是，由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離更小得多，因而具有比普通電容器更大的容量。

　　雙電層電容器與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大，因此，可在無負(fù)載電阻情況下直接充電，如果出現(xiàn)過電壓充電的情況，雙電層電容器將會(huì)開路而不致?lián)p壞器件，這一特點(diǎn)與鋁電解電容器的過電壓擊穿不同。同時(shí)，雙電層電容器與可充電電池相比，可進(jìn)行不限流充電，且充電次數(shù)可達(dá)10^6次以上，因此雙電層電容不但具有電容的特性，同時(shí)也具有電池特性，是一種介于電池和電容之間的新型特殊元器件。
　　

        工作原理

　　超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。

　　應(yīng)用領(lǐng)域車用超級(jí)電容器

　　1、稅控機(jī)、稅控加油機(jī)、真空開關(guān)、智能表、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、電子門鎖、程控交換機(jī)、無繩電話等的時(shí)鐘芯片、靜態(tài)隨機(jī)存貯器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。

　　2、智能表（智能電表、智能水表、智能煤氣表、智能熱量表）作電磁閥的啟動(dòng)電源

　　3、太陽能警示燈，航標(biāo)燈等太陽能產(chǎn)品中代替充電電池。

　　4、手搖發(fā)電手電筒等小型充電產(chǎn)品中代替充電電池。

　　5、電動(dòng)玩具電動(dòng)機(jī)、語音IC、LED發(fā)光器等小功率電器的驅(qū)動(dòng)電源。

　　6.電動(dòng)汽車快速啟動(dòng)

　　7.電力系統(tǒng)電網(wǎng)改造戶外開關(guān)

　　8.風(fēng)力發(fā)電海上風(fēng)機(jī)

　　特性超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量，用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。

　　傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng)，有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。

　　超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結(jié)夠允許其面積達(dá)到2000m2/g，通過一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離（<10&Aring;）和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級(jí)”所在。

　　技術(shù)特性超級(jí)電容器的技術(shù)特性1.充電速度快，充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性2.循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性3.能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性4.功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性5.產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；超級(jí)電容器的技術(shù)特性6.安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性7.超低溫特性好，可工作于攝氏零下30℃的環(huán)境中；

　　超級(jí)電容器的技術(shù)特性8.檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出。[3]

　　分類按原理

　　超級(jí)電容器的類型比較多，按不同方式可以分為多種產(chǎn)品，以下作簡(jiǎn)單介紹。

　　按原理分為雙電層型超級(jí)電容器和贗電容型超級(jí)電容器：

　　雙電層型超級(jí)電容器

　　分類多樣

　　1.活性碳電極材料，采用了高比表面積的活性炭材料經(jīng)過成型制備電極。

　　2.碳纖維電極材料，采用活性炭纖維成形材料，如布、氈等經(jīng)過增強(qiáng)，噴涂或熔融金屬增強(qiáng)其導(dǎo)電性制備電極。

　　3.碳?xì)饽z電極材料，采用前驅(qū)材料制備凝膠，經(jīng)過炭化活化得到電極材料。

　　4.碳納米管電極材料，碳納米管具有極好的中孔性能和導(dǎo)電性，采用高比表面積的碳納米管材料，可以制得非常優(yōu)良的超級(jí)電容器電極。

　　以上電極材料可以制成：

　　1.平板型超級(jí)電容器，在扣式體系中多采用平板狀和圓片狀的電極，另外也有Econd公司產(chǎn)品為典型代表的多層疊片串聯(lián)組合而成的高壓超級(jí)電容器，可以達(dá)到300V以上的工作電壓。

　　2.繞卷型溶劑電容器，采用電極材料涂覆在集流體上，經(jīng)過繞制得到，這類電容器通常具有更大的電容量和更高的功率密度。

　　贗電容型超級(jí)電容器

　　包括金屬氧化物電極材料與聚合物電極材料，金屬氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作為正極材料，活性炭作為負(fù)極材料制備的超級(jí)電容器，導(dǎo)電聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等經(jīng)P型或N型或P/N型摻雜制取電極，以此制備超級(jí)電容器。這一類型超級(jí)電容器具有非常高的能量密度，除NiOx型外，其它類型多處于研究階段，還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

　　按電解質(zhì)類型

　　可以分為水性電解質(zhì)和有機(jī)電解質(zhì)類型：

　　水性電解質(zhì)

　　1.酸性電解質(zhì)，多采用36%的H2SO4水溶液作為電解質(zhì)。

　　2.堿性電解質(zhì)，通常采用KOH、NaOH等強(qiáng)堿作為電解質(zhì)，水作為溶劑。

　　3.中性電解質(zhì)，通常采用KCl、NaCl等鹽作為電解質(zhì)，水作為溶劑，多用于氧化錳電極材料的電解液。

　　有機(jī)電解質(zhì)

　　通常采用LiClO4為典型代表的鋰鹽、TEABF4作為典型代表的季胺鹽等作為電解質(zhì)，有機(jī)溶劑如PC、ACN、GBL、THL等有機(jī)溶劑作為溶劑，電解質(zhì)在溶劑中接近飽和溶解度。

　　其他

　　1.液體電解質(zhì)超級(jí)電容器，多數(shù)超級(jí)電容器電解質(zhì)均為液態(tài)。

　　2.固體電解質(zhì)超級(jí)電容器，隨著鋰離子電池固態(tài)電解液的發(fā)展，應(yīng)用于超級(jí)電容器的電解質(zhì)也對(duì)凝膠電解質(zhì)和PEO等固體電解質(zhì)進(jìn)行研究。

　　充放電時(shí)間超級(jí)電容器可以快速充放電，峰值電流僅受其內(nèi)阻限制，甚至短路也不是致命的。實(shí)際上決定于電容器單體大小，對(duì)于匹配負(fù)載，小單體可放10A，大單體可放1000A。另一放電率的限制條件是熱，反復(fù)地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高，最終導(dǎo)致斷路。

　　超級(jí)電容器的電阻阻礙其快速放電，超級(jí)電容器的時(shí)間常數(shù)τ在1-2s，完全給阻-容式電路放電大約需要5τ，也就是說如果短路放電大約需要5-10s（由于電極的特殊結(jié)構(gòu)它們實(shí)際上得花上數(shù)個(gè)小時(shí)才能將殘留的電荷完全釋放）

　　優(yōu)缺點(diǎn)

        優(yōu)點(diǎn)

　　在很小的體積下達(dá)到法拉級(jí)的電容量；無須特別的充電電路和控制放電電路；和電池相比過充、過放都不對(duì)其壽命構(gòu)成負(fù)面影響；從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源；超級(jí)電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題；

　　缺點(diǎn)

　　如果使用不當(dāng)會(huì)造成電解質(zhì)泄漏等現(xiàn)象；和鋁電解電容器相比，它內(nèi)阻較大，因而不可以用于交流電路；

　　與電池的比較超級(jí)電容器不同于電池，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時(shí)將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲(chǔ)結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。

　　超級(jí)電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。

　　超級(jí)電容器的荷電狀態(tài)（SOC）與電壓構(gòu)成簡(jiǎn)單的函數(shù)，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復(fù)雜的換算。

　　超級(jí)電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量，電池與其體積相當(dāng)?shù)某?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。在一些功率決定能量存儲(chǔ)器件尺寸的應(yīng)用中，超級(jí)電容器是一種更好的途徑。

　　超級(jí)電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。

　　超級(jí)電容器可以快速充電而電池快速充電則會(huì)受到損害。

　　超級(jí)電容器可以反復(fù)循環(huán)數(shù)十萬次，而電池壽命僅幾百個(gè)循環(huán)。

　　工藝流程不同種類

　　超級(jí)電容器的工藝流程為：配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測(cè)→包裝。

　　超級(jí)電容器在結(jié)構(gòu)上與電解電容器非常相似，它們的主要區(qū)別在于電極材料。早期的超級(jí)電容器的電極采用碳，碳電極材料的表面積很大，電容的大小取決于表面積和電極的距離，這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離，使超級(jí)電容器的容值可以非常大，大多數(shù)超級(jí)電容器可以做到法拉級(jí)，一般情況下容值范圍可達(dá)1-5000F。

　　超級(jí)電容器通常包含雙電極、電解質(zhì)、集流體、隔離物四個(gè)部件。超級(jí)電容器是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量的。在超級(jí)電容器中，采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的兩個(gè)多孔炭電極之間充填電解質(zhì)溶液，當(dāng)在兩端施加電壓時(shí)，相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子，而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上，從而形成雙集電層。

　　如何選擇超級(jí)電容器的兩個(gè)主要應(yīng)用：高功率脈沖應(yīng)用和瞬時(shí)功率保持。高功率脈沖應(yīng)用的特征：瞬時(shí)流向負(fù)載大電流；瞬時(shí)功率保持應(yīng)用的特征：要求持續(xù)向負(fù)載提供功率，持續(xù)時(shí)間一般為幾秒或幾分鐘。瞬時(shí)功率保持的一個(gè)典型應(yīng)用：斷電時(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)頭的復(fù)位。不同的應(yīng)用對(duì)超電容的參數(shù)要求也是不同的。高功率脈沖應(yīng)用是利用超電容較小的內(nèi)阻(R)，而瞬時(shí)功率保持是利用超電容大的靜電容量(C)。

　　超級(jí)電容器應(yīng)用廣泛

　　下面提供了兩種計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例：

　　C(F)：超電容的標(biāo)稱容量；

　　R(Ω)：超電容的標(biāo)稱內(nèi)阻；

　　ESR(Ω)：1KZ下等效串聯(lián)電阻；

　　Uwork(V)：在電路中的正常工作電壓

　　Umin(V)：要求器件工作的最小電壓；

　　t(s)：在電路中要求的保持時(shí)間或脈沖應(yīng)用中的脈沖持續(xù)時(shí)間；

　　Udrop(V)：在放電或大電流脈沖結(jié)束時(shí)，總的電壓降；

　　I(A)：負(fù)載電流；

　　瞬時(shí)功率保持應(yīng)用

　　超電容容量的近似計(jì)算公式，該公式根據(jù)，保持所需能量=超電容減少能量。

　　保持期間所需能量=1/2I(Uwork+Umin)t；

　　超電容減少能量=1/2C(Uwork2-Umin2)，

　　因而，可得其容量(忽略由IR引起的壓降)C=I(Uwork+Umin)t/(Uwork2-Umin2)

　　實(shí)例：

　　假設(shè)磁帶驅(qū)動(dòng)的工作電壓5V，安全工作電壓3V。如果直流馬達(dá)要求0.5A保持2秒（可以安全工作），那么,根據(jù)上公式可得其容量至少為0.5F。

　　因?yàn)?V的電壓超過了單體電容器的標(biāo)稱工作電壓。因而，可以將兩電容器串聯(lián)。如兩相同的電容器串聯(lián)的話，那每只的電壓即是其標(biāo)稱電壓2.5V。

　　如果我們選擇標(biāo)稱容量是1F的電容器，兩串為0.5F。考慮到電容器－20%的容量偏差，這種選擇不能提供足夠的裕量?？梢赃x擇標(biāo)稱容量是1.5F的電容器，能提供1.5F/2=0.75F?？紤]－20%的容量偏差，最小值1.2F/2=0.6F。這種超級(jí)電容器提供了充足的安全裕量。大電流脈沖后，磁帶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)入小電流工作模式，用超電容剩余的能量。

　　在該實(shí)例中，均壓電路可以確保每只單體不超其額定電壓。

　　脈沖功率應(yīng)用

　　脈沖功率應(yīng)用的特征：和瞬時(shí)大電流相對(duì)的較小的持續(xù)電流。脈沖功率應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間從1ms到幾秒。

　　設(shè)計(jì)分析假定脈沖期間超電容是唯一的能量提供者。在該實(shí)例中總的壓降由兩部分組成：由電容器內(nèi)阻引起的瞬時(shí)電壓降和電容器在脈沖結(jié)束時(shí)壓降。關(guān)系如下：

　　Udrop=I(R+t/C)

　　電容板

　　上式表明電容器必須有較低的R和較高的C壓降Udrop才小。

　　對(duì)于多數(shù)脈沖功率應(yīng)用，R的值比C更重要。以2.5V1.5F為例。它的內(nèi)阻R可以用直流ESR估計(jì)，標(biāo)稱是0.075Ω(DCESR=ACESR*1.5=0.060Ω*1.5=0.090Ω)。額定容量是1.5F。對(duì)于一個(gè)0.001s的脈沖，t/C小于0.001Ω。即便是0.010的脈沖t/C也小于0.0067Ω，顯然R（0.090Ω）決定了上式的Udrop輸出。

　　實(shí)例：

　　GSM/GPRS無線調(diào)制解調(diào)器需要一每間隔4.6ms達(dá)2A的電流，該電流持續(xù)0.6ms。這種調(diào)制解調(diào)器現(xiàn)用在筆記本電腦的PCMCIA卡上。筆記本的和PCMCIA連接的限制輸出電壓3.3V+/-0.3V筆記本提供1A的電流。許多功率放大器（PA）要求3.0V的最小電壓。對(duì)于筆記本電腦輸出3.0V的電壓是可能的。到功率放大器的電壓必須先升到3.6V。在3.6V的工作電壓下（最小3.0V），允許的壓降是0.6V。

　　選擇超級(jí)電容器（C：0.15F,ACESR：0.200Ω,DCESR：0.250Ω）。對(duì)于2A脈沖，電池提供大約1A，超電容提供剩余的1A。根據(jù)上面的公式，由內(nèi)阻引起的壓降：1A×0.25Ω=0.25V。I(t/C)=0.04V它和由內(nèi)阻引起的壓降相比是小的。

　　結(jié)論

　　不管是功率保持還是功率脈沖應(yīng)用都可以用上公式計(jì)算．當(dāng)電路的工作電壓超過超電容的工作電壓時(shí)，可以用相同的電容器串聯(lián)．一般地，串聯(lián)應(yīng)該保持平衡以確保電壓平均分配．在脈沖功率應(yīng)用中由超電容內(nèi)阻引起的壓降通常是次要因素。電容器超低的內(nèi)阻提供一種克服傳統(tǒng)電池系統(tǒng)阻抗大的全新的解決方案。

　　使用注意事項(xiàng)1、超級(jí)電容器具有固定的極性。在使用前，應(yīng)確認(rèn)極性。

　　2、超級(jí)電容器應(yīng)在標(biāo)稱電壓下使用：

　　當(dāng)電容器電壓超過標(biāo)稱電壓時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致電解液分解，同時(shí)電容器會(huì)發(fā)熱，容量下降，而且內(nèi)阻增加，壽命縮短，在某些情況下，可導(dǎo)致電容器性能崩潰。

　　3、超級(jí)電容器不可應(yīng)用于高頻率充放電的電路中，高頻率的快速充放電會(huì)導(dǎo)致電容器內(nèi)部發(fā)熱，容量衰減，內(nèi)阻增加，在某些情況下會(huì)導(dǎo)致電容器性能崩潰。

　　4、超級(jí)電容器的壽命：

　　外界環(huán)境溫度對(duì)于超級(jí)電容器的壽命有著重要的影響。電容器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源。

　　5、當(dāng)超級(jí)電容器被用做后備電源時(shí)的電壓降：

　　由于超級(jí)電容器具有內(nèi)阻較大的特點(diǎn)，在放電的瞬間存在電壓降，ΔV=IR。

　　不同領(lǐng)域的運(yùn)用

　　6、使用中環(huán)境氣體：

　　超級(jí)電容器不可處于相對(duì)濕度大于85%或含有有毒氣體的場(chǎng)所，這些環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致引線及電容器殼體腐蝕，導(dǎo)致斷路。

　　7、超級(jí)電容器的存放：

　　超級(jí)電容器不能置于高溫、高濕的環(huán)境中，應(yīng)在溫度-30+50℃、相對(duì)濕度小于60%的環(huán)境下儲(chǔ)存，避免溫度驟升驟降，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。

　　8、超級(jí)電容器在雙面線路板上的使用：

　　當(dāng)超級(jí)電容器用于雙面電路板上，需要注意連接處不可經(jīng)過電容器可觸及的地方，由于超級(jí)電容器的安裝方式，會(huì)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。

　　9、當(dāng)把電容器焊接在線路板上時(shí)，不可將電容器殼體接觸到線路板上，不然焊接物會(huì)滲入至電容器穿線孔內(nèi)，對(duì)電容器性能產(chǎn)生影響。

　　10、安裝超級(jí)電容器后，不可強(qiáng)行傾斜或扭動(dòng)電容器，這樣會(huì)導(dǎo)致電容器引線松動(dòng)，導(dǎo)致性能劣化。

　　11、在焊接過程中避免使電容器過熱：

　　若在焊接中使電容器出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，會(huì)降低電容器的使用壽命，例如：如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板，焊接過程應(yīng)為260℃，時(shí)間不超過5s。

　　12、焊接后的清洗：

　　在電容器經(jīng)過焊接后，線路板及電容器需要經(jīng)過清洗，因?yàn)槟承╇s質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致電容器短路。

　　13、將電容器串聯(lián)使用時(shí)：

　　當(dāng)超級(jí)電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí)，存在單體間的電壓均衡問題，單純的串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致某個(gè)或幾個(gè)單體電容器過壓，從而損壞這些電容器，整體性能受到影響，故在電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí)，需得到廠家的技術(shù)支持。

　　14、其他：

　　在使用超級(jí)電容器的過程中出現(xiàn)的其他應(yīng)用上的問題，請(qǐng)向生產(chǎn)廠家咨詢或參照超級(jí)電容器使用說明的相關(guān)技術(shù)資料執(zhí)行。

　　前景分析從結(jié)構(gòu)上看，超級(jí)電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對(duì)超級(jí)電容器的性能起著決定性的影響，采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。

　　2007年1月16日，美國(guó)得克薩斯州一家研制電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置，名為EEStor的公司打破沉默，對(duì)外宣告了他們“里程碑”式的成果：他們的自動(dòng)生產(chǎn)線已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗(yàn)收，其產(chǎn)品的關(guān)鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化，純度達(dá)到了99.9994%。

　　這一技術(shù)一旦進(jìn)入成熟的工業(yè)生產(chǎn)，他們所研制的新型超級(jí)電容器動(dòng)力系統(tǒng)將替代包括從電動(dòng)汽車到筆記本電腦的一切電化學(xué)電池。按照2006年4月發(fā)表的專利，EEStor這種能量存儲(chǔ)裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。從技術(shù)上說，它并不是電池，而是一種超級(jí)電容器，它在5分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個(gè)超級(jí)電容器

　　電動(dòng)車走500英里，電費(fèi)只有9美元。而燒汽油的內(nèi)燃機(jī)車走相同里程則要花費(fèi)60美元。

　　與傳統(tǒng)的電化學(xué)電池相比，超級(jí)電容器有很多好處。它可以無限制地接受無數(shù)次放電和充電，，超級(jí)電容器沒有“記憶”。但是，一般的超級(jí)電容器也有其弱點(diǎn)，就是能量存儲(chǔ)率有限，市場(chǎng)上的高端超級(jí)電容器每0.4536千克的存儲(chǔ)能量只有鋰電池的1/25。

　　而EEStor開發(fā)的超級(jí)電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲(chǔ)能量的能力大大提高。EEStor公司負(fù)責(zé)人聲稱，該超級(jí)電容器每公斤所存儲(chǔ)的能量可達(dá)0.28千瓦時(shí)，相比之下，每公斤鋰電池是0.12千瓦時(shí)，鉛酸電池只有0.032千瓦時(shí)，這就讓超級(jí)電容器有了可用在從電動(dòng)車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領(lǐng)域的可能。好的鉛酸電池能充電500～700次，而根據(jù)EEStor的聲明，新的超級(jí)電容器可反復(fù)充電100萬次以上，也不會(huì)出現(xiàn)材料降解問題。而且，由于它不是化學(xué)電池，而是一種固體狀態(tài)的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，不會(huì)出現(xiàn)鋰電池那種過熱甚至爆炸的危險(xiǎn)，沒有安全隱患。

　　這一發(fā)明的意義相當(dāng)重大，該突破不僅從根本上改變了電動(dòng)車在交通運(yùn)輸中的位置，也將改進(jìn)諸如風(fēng)能、太陽能等間歇性能源的利用性能，增進(jìn)了電網(wǎng)的效率和穩(wěn)定性，滿足人們能源安全的需求，減少對(duì)石油的依賴。顯然，該突破也對(duì)下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor公司負(fù)責(zé)人暗示，他們的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動(dòng)車，還可能取代220500瓦的大型汽車。