023电线网

超级电容可以当电池用吗?

023电线网 0

一、超级电容可以当电池用吗?

当然可以,现在有一种叫超级电容的原件:简单地说,超级电容是一种非常大的极化电解质电容。这里的‘大’指的是容量,而不是它们的物理尺寸。一般电解电容通常提供微法拉数量级的电容值,超级电容的容值在1F以上,工作电压范围从1.5V到160V甚至更高。由于能够长时间存储大量的电能,超级电容表现得更像是电池而不是一个标准电容。事实上,随着技术的进步,它们将替代众多产品中的可充电电池,从计算机、数码相机、手机到其它手持设备。

二、超级法拉电容可以当电池用吗?

超级法拉电容是一种利用电荷从电池板到异电极板而存储电能的电容器。虽然超级法拉电容比普通电容器可以更快地放电,但是它并不能替代电池。超级法拉电容器的容量相对电池来说还是比较小的,而且在存储电能的过程中也有能耗损失,所以无法取代电池在长时间的供电方面。此外,电池和超级法拉电容器有着不同的内部结构和特性,它们被设计用于不同的应用场景。因此,虽然超级法拉电容器的存储电能表现优异,但它们并不适用于电池的所有应用场景。综上所述,超级法拉电容器不能替代电池,但它们可以作为电池的补充,提供一些特殊的电能存储和释放功能。

三、超级电容和电池区别?

超级电容器和电池的区别是:

  1、超级电容的功率特性要好于电池,可以大电流快速充放电,电池的能量密度要比超级电容高,同等体积下电池储存的能量要多。

  2、由于超级电容充电式物理的过程,所以寿命要长,一般充放电次数达到50万次以上,电池充放电次数要少甚多,铅酸蓄电池500次,锂电池1000-1500次,不同类型的充放电次数不一样。

  电容电池实际上就是一个电容器,只是由于其容量比通常的电容器大得多,对外表现和电池相同,因此取名“电容电池”,也有称作“超级电容”。生产和生活最常见的铅蓄电池,可将电能通过化学反应储藏起来,到另一个场合或另一时段使用。铅蓄电池虽然造价较低,但也有相应的弱点,诸如能量转换效率较低、电池反复充放电易老化导致使用寿命短、比能量(Wh/kg)和比功率(W/kg)小使设备笨重、充电时间长等;现在我们在手机上使用的锂离子电池,虽然也有许多优点,但它价格昂贵且储藏电能有限,不能在大功率场合下使用;所以正在开发研制的超级电容电池,相比较而言,就有着一般电池无可比拟的优点,它的前景不可限量

四、超级电容电池的缺点?

1、 长处在很小的体积下达到法拉级的电容量;无须特别的充电电路和控制放电电路. 和电池比拟过充、过放都分歧错误其寿命构成负面影响;从环保的角度考虑,它是一种绿色能源;超级电容器可焊接,因而不存在象电池接触不牢固等题目;   2、缺点 假如使用不当会造成电解质泄漏等现象;和铝电解电容器比拟,它内阻较大,因而不可以用于交流电路

五、超级电容怎么用?

超级电容一般是为数字仪器设备中的存储器在断电时供电用的,可以保持其内部数据不丢失。

六、超级电容可代替电池么?

超级电容可以作为一种替代电池的能量存储方式,但其在实际应用中仍有一些不足。超级电容的最大优势是其充电速度快,只需要几分钟便可以完成充电,而传统电池则需要较长时间才能充满电量,同时超级电容还具有可再循环使用的优势。但是,超级电容相对于电池而言,容量小、耐久性差,而且其价格较电池要贵得多,因此现阶段仍无法完全取代电池。

七、超级电容电池有辐射吗?

不管是什么类型的电池,多多少少都会有一点辐射的

八、镍碳超级电容电池成分?

高能镍碳超级电容器,是基于镍碳等新材料的高效率电容,将活性碳材料引入镍氢电池负极,使普通超级电容器与电池结合为一体,它的研制成功实现了中国大陆在纯电动车动力电源研究的突破。2011年9月1日,天津市人民政府在天津大礼堂召开高能镍碳超级电容器产品新闻发布会宣布研制成功,产品由中国工程院周国泰院士团队研发,定名“高能镍碳超级电容器”。

与传统电容的区别

高能镍碳超级电容器,与传统电容器相比,首先,在研发出新材料的基础上尽可能地扩大比表面积,使存储的电量大幅增加;其次,高能镍碳超级电容器在正负极的材料结构上获突破,其比功率比传统电容高得多;另外,高能镍碳超级电容在结构上实现了电池和传统电容的内并,实现了电池和电容的优点兼备。

技术优势

与传统电容和传统动力电池相比,高能镍碳超级电容器和以其为基础生产的动力电源产品具有能量密度大、功率密度高、充放电效率高、温度适应性好、循环寿命长、安全环保、性价比高等技术优势,实现产业化之后将可以有效解决中国大陆目前电动汽车动力电源技术瓶颈问题。

九、为什么电动小轿车不采用超级电容代替锂电池呢?为什么大型公交车就可以采用超级电容作为能量容器呢?

先简单介绍下超级电容器,按照储能机理来分,最常用的超级电容器有双电层超级电容器和法拉第贋电容超级电容器。

双电层超级电容器

通常被称为EDLC(机电双层电容器),其构造和锂动力电池类似,正极/隔膜/负极排列组织。

但构造虽然类似锂动力电池,但和锂动力电池不一样,电能的存储并不需要化学反应,而是一种电荷的纯物理迁移。充电后,电能作为电荷存储在板之间的电场中。当放电时,电流从电场中快速流出。无论是充放电,理论上超级电容器都不会消耗或耗散能量。

因为双电层电容超级电容的充放电不需要化学反应,而是直接就是电荷的迁移,所以拥有极快的充放电速度。而充电快是好事,但放电速度过快,实际并非一件好事。因为大部分载具都需要保证续航,需要储能装备源源不断地释放能量。

双电层超级电容器充/放电容量大、效率高、循环寿命长,能耐超低温,能量回收效率高,在未来的储能系统中极具发展潜力。但是目前阶段不能支持高电压,因此如何提高工作电压,就成为提升双电层电容器能量密度的关键。

法拉第贋电容超级电容器

原理是利用电极表面及其附近发生的电位范围内的高度可逆化学吸附/脱附或氧化/还原反应来实现能量储存。看似原理和锂电池的化学反应差不多,但这种充放电行为更接近电容器。

充电时,电解液的例子在外加电场的作用下想溶液扩散到电极/溶液界面。通过界面的电化学反应进入到电极表面活性氧化物的体相中。因为电极材料是具有较大比表面积的氧化物,大量电荷通过电化学反应储存在了电极中。
放电时,进入氧化物的电子会重新回到电解液中,同时存储的电荷将通过外电路释放出来。

法拉第赝电容器具有比双电层超级电容器更高的理论比电容,电极面积等同的前提下法拉第赝电容器是双电层电容器啊的10-100倍。同时能量密度更高,比容量更大。但是因为涉及到化学反应过程,所以循环稳定性没有双电层超级电容器好,另外因为技术原因,导致生产成本较高、电极材料利用率低、倍率性能差。

回到题目内容:

为什么电动小轿车不采用超级电容代替锂电池呢?为什么大型公交车就可以采用超级电容作为能量容器呢?

实际上个世纪,锂动力电池还远没有达到现在这样的业界共识。美欧、日本、俄罗斯都在尝试电动汽车上用多种动力,如燃料电池、超级电容器等。

美国能源部及USABC从1992年开始,就联合了多家企业,如MAXWELL,GE联合开发碳材料的双电层超级电容器。

其中俄罗斯研发的超级电容器比功率达到3KW/kg,循环寿命10万次以上,技术居于世界前列。

俄罗斯早期使用超级电容器的城市巴士,充一次电可以续航10-20公里。(利用电弓连接上方电线进行充电。)

之前就有相关新闻,莫斯科国立钢铁合金学院在中关村论坛—技术交易发布大会上,展示了超级电容器使用的电极材料,性能超过同类产品指标,而成本则降为原来的三分之一。

国内的超级电容器的公交车最开始出现在上海。

上海超级电容公交车在2006年投入使用,最开始的电量是5度,当时超级电容器还存储在车厢底部,每过两三站要停下来,在公交站上用充电桩插上充电半分钟再继续开……可想而知当时司机和乘客的感受……

现在的超级电容车(2019年第三代)则从5度的电量升级到了40度,超级电容器设置在了车顶,方便进行连接充电。

40度电可以维持一个单趟的市内全程(可以跑30-40公里),充电桩在终点站设置,每次超级电容器公交车回到终点站,只需要充电不到10分钟,就可以充满电了。

所以超级电容公交车利用的是双电层超级电容器充/放电容量大、效率高、循环寿命长,能量回收效率高这些特性,且因为路线固定,里程数较短,每跑个三四十公里单趟,司机休息的时候,十分钟内就可以充电完毕。且循环寿命达10万次以上,远远超过锂动力电池的一两千次,成本相对也摊得很低。

但是如果装载在小汽车上,因为其能量密度低,现在商用的锂动力电池,哪怕是系统能量密度较低的磷酸铁锂电池也有120-150wh/kg,而商用的三元锂电池则有180-200wh/kg的系统能量密度。但目前商用的双电层超级电容器的能量密度只有10wh/kg左右,仅为主流锂动力电池能量密度的4%-5%。

以2022款的480公里续航的小鹏P7为例,锂动力电池为磷酸铁锂电池,能量密度为125wh/kg,电池能量为60.2kwh。

系统能量密度=电池系统电量/电池系统重量

则整块锂动力电池包的大致重量为482公斤。

而系统能量密度为10wh/kg的双电层超级电容器,482公斤的超级电容器能提供的能量大概只能让P7跑38公里。如果要跑480公里,按照电池能量为60.2kwh,则超级电容器的重量则要达到6吨,但是这6吨的重量如果考虑进来,不谈这巨无霸的体积怎么容纳,则又需要更大的驱动力和电量,就是要更重的电池……(以上仅用能量密度、重量、能量计算,未考虑其他因素。)

可想而知,一辆充一次电只能跑不到40公里的纯电小汽车,哪怕是充电时间只要七八分钟,可以充电10万次,家用也够呛。毕竟车辆不仅仅是只用于上下班的,还是偶尔会跑下中远距离的。总不能跑个20公里就开始担心下一个充电桩在哪里……所以这种小型载具,因为超级电容器系统能量密度的原因,是无法承担起中远程续航的。

现有的景区中型游览车,跑的距离短,路线固定,两头可充电,也能适用这种超级电容器。而大型载具就更没问题了,如公交车本身自重就达到了10-15吨,所以加个三四吨平铺的电池组来说,无论是空间还是重量都能轻松容纳进去。

但现有的超级电容器虽然不能作为保障续航的主力电池来用,但是用作助力电池还是合格的。比如锂动力电池作为主要行驶动力,超级电容负责紧急情况的行驶(快速放电),而载具的减速,也可以很方便快速地给超级电容充电,实现动能的回收。

这样在小型载具上,如摩托车、两轮电动车、电动汽车、混动汽车上,也是可以使用超级电容器的

制动能量回收,就可以用超级电容器来进行大电流的瞬时回收,而在需要急加速和爬坡的时候,把超级电容器的电量快速释放,可以获得短时间的大功率、大动力,从而带来全新的驾驶体验。

这样超级电容器也可以和锂动力电池混搭,或者和发动机进行混搭来提升车辆动力了。

比如兰博基尼新出的一款混动跑车“Sián”(一道闪电),这是世界上第一辆使用 “ 超级电容器 ” 的混动跑车,最大功率能达到 819 匹马力,最高时速超过 350 公里每小时,0 百加速只需 2.8 秒。它装载着6.5 升 V12 发动机,搭配超级电容器存储的制动能量,就能电机+发动机,提供瞬时的加速大扭矩,成功让这辆跑车进入了两秒俱乐部。

(图片来源网络,侵删!)

参考资料:

1、https://www.163.com/dy/article/GPOA2OR20530W6DQ.html

2、https://sghexport.shobserver.com/html/baijiahao/2021/09/22/544092.html

十、电动公交车用多少超级电容?

超级电容,电压一般是2.7V的耐压,厂家不同有的是2.5V的,主流以2.7V为主。使用过程中,主要看充电至多少V,不超过耐压即可。

上一篇:爱华随身听系列排行?

下一篇:没有了