Was ist der Unterschied zwischen einem Superkondensator und einer Lithiumbatterie?

Superkondensatoren sind in elektrische Doppelschichtkondensatoren und Tantalkondensatoren unterteilt. Es ist ein neues Energiespeichergerät mit hoher Leistungsdichte, kurzer Ladezeit, langer Lebensdauer, guten Temperatureigenschaften, Energieeinsparung und Umweltschutz. Superkondensatoren sind weit verbreitet.

lithiumbatterien belasten die Umwelt, das System ist komplex und die Kosten hoch. Die Superkondensatoren können ihre hervorragenden Eigenschaften nutzen, um Schwächen zu vermeiden. Sie können herkömmliche chemische Batterien für Traktionskraft und Startenergie von Fahrzeugen teilweise oder vollständig ersetzen und haben mehr als herkömmliche chemische Batterien, die weit verbreitet sind.

Der Superkondensator hat 2 Tage lang einen Leckstrom von 50% und die Kapazität mit gleichem Volumen beträgt nur 10% der Lithiumbatterie. Es kann nur in Anwendungen verwendet werden, in denen eine sofortige Schlagkraft erforderlich ist.

Ein Beispiel kann auch gegeben werden:

Wenn das Elektroauto der Superkondensator ist, 10 Ampere 48 Volt Lithiumbatterie ist nur 6 kg, etwa 1200 Yuan, können Sie 25 km laufen, wenn Sie auf Superkondensator umschalten, benötigen Sie 60 kg, benötigen 500 Farah 1000, der Preis ist 10.000 Yuan die oben genannten. Der Kondensator ist also der Kondensator, der um eine Größenordnung schlechter ist als die Batterie. Die Kapazität ist als vorübergehende Speicherung von Elektrizität bestimmt. Die Sprengkraft ist jedoch sehr stark. Daher kann der Bus 2 Kilometer lang fahren, und jedes Gramm Farah-Kondensator kann 3 Watt Momentanleistung abgeben, sodass ein kleines Volumen leistungsstarke Leistung explodieren lässt. Es kann einfach nicht dauern. Elektromagnetische Pistolen und elektromagnetische Katapulte sollen für dieses Zeug gut sein. Möglicherweise wird dies beim Starten von Satelliten verwendet.

Die Superkondensatorbatterie wird auch als Goldkondensator und Faradkondensator bezeichnet. Es speichert Energie durch Polarisation eines Elektrolyten und ist eine Art elektrischer Doppelschichtkondensator. Da der Prozess der Energiespeicherung keine chemische Reaktion eingeht, ist dieser Energiespeicherprozess reversibel, da der Superkondensator hunderttausendfach wiederholt geladen und entladen werden kann. Superkondensatoren verwenden im Allgemeinen Aktivkohleelektrodenmaterialien, die die Eigenschaften einer großen Adsorptionsfläche und einer hohen elektrostatischen Speicherung aufweisen und in Fahrzeugen mit neuer Energie weit verbreitet sind.

Die Superkondensatorbatterie, auch als elektrischer Doppelschichtkondensator (elektrischer Doppelschichtkondensator) bekannt, ist ein neuartiger Energiespeicher, der die Eigenschaften einer kurzen Ladezeit, einer langen Lebensdauer, guter Temperatureigenschaften, Energieeinsparung und Umweltschutz aufweist. Superkondensatoren sind weit verbreitet. Es wird als Stromausgleichsnetzteil für Hebezeuge verwendet, um Überstromleistung bereitzustellen. Es wird als Startstromquelle für Fahrzeuge verwendet. Es hat eine höhere Starteffizienz und Zuverlässigkeit als herkömmliche Batterien. Es kann herkömmliche Batterien ganz oder teilweise ersetzen. Es wird als Traktionsenergie für Fahrzeuge verwendet. Es kann Elektrofahrzeuge produzieren, herkömmliche Verbrennungsmotoren ersetzen und vorhandene Oberleitungsbusse umbauen. Es kann verwendet werden, um den reibungslosen Start von Panzern, gepanzerten Fahrzeugen und anderen Fahrzeugen (insbesondere im kalten Winter) und als Impulsenergiequelle für Laserwaffen sicherzustellen. Es kann auch zur Energiespeicherung anderer elektromechanischer Geräte verwendet werden.

Aufgrund des Mangels an Erdölressourcen in Superkondensatoren und der Umweltverschmutzung durch die Abgase von dieselbetriebenen Verbrennungsmotoren (insbesondere in großen und mittleren Städten) untersuchen die Menschen neue Energiegeräte, die Verbrennungsmotoren ersetzen. Forschung und Entwicklung von Hybridkraft, Brennstoffzellen, chemischen Batterieprodukten und Anwendungen wurden durchgeführt, und einige Ergebnisse wurden erzielt. Aufgrund ihrer inhärenten Kurzzeitigkeit, schlechten Temperatureigenschaften, chemischen Batterieverschmutzung, komplexen Systemen, hohen Kosten und anderen schwerwiegenden Schwächen gab es jedoch keine gute Lösung. Superkondensatoren mit ihren hervorragenden Eigenschaften können einige der herkömmlichen chemischen Batterien für Traktionskraft und Startenergie von Fahrzeugen ersetzen und haben ein breiteres Anwendungsspektrum als herkömmliche chemische Batterien. Aus diesem Grund müssen Länder auf der ganzen Welt (insbesondere Industrieländer im Westen) keine Anstrengungen unternehmen, um Superkondensatoren zu erforschen und zu entwickeln. Unter ihnen sind die Vereinigten Staaten, Japan und Russland nicht nur in der Forschung und Entwicklung sowie in der Produktion führend, sondern haben auch eine spezielle nationale Regulierungsbehörde eingerichtet (z. B. USABC in den USA, Sun in Japan, REVA in Russland usw. .) einen nationalen Entwicklungsplan zu formulieren. Wir haben viel und viel Personal investiert und es aktiv gefördert. In Bezug auf das Niveau der Superkondensatortechnologie ist Russland derzeit weltweit führend, seine Produkte wurden kommerzialisiert und angewendet und es wurde von der 17. Internationalen Jahreskonferenz für Elektrofahrzeuge (EFD) als das fortschrittlichste Produkt eingestuft -17) holen auch Japan, Deutschland, Frankreich, das Vereinigte Königreich, Australien und andere Länder auf. Gegenwärtig ist das Gebiet der Förderung der Anwendung von Superkondensatoren in verschiedenen Ländern ziemlich umfangreich. Die Förderung des Einsatzes von Superkondensatoren in China kann den Ölverbrauch senken, die Abhängigkeit von Ölimporten verringern und die nationale Ölsicherheit fördern. Probleme mit der Verschmutzung der städtischen Abgase und der Verschmutzung durch Blei-Säure-Batterien wirksam lösen; und helfen, das Problem des Niedertemperaturstarts von Fahrzeugen zu lösen. Derzeit forschen und entwickeln mehr als 10 Unternehmen in China Superkondensatoren.

Der Superkondensator ist ein brandneuer Kondensator, der auf der vom deutschen Physiker Helmholtz vorgeschlagenen Theorie der elektrischen Doppelschichtschnittstelle basiert. Es ist bekannt, dass eine übermäßige Ladung mit einem Vorzeichen gegenüber der Oberfläche der in die Elektrolytlösung eingeführten Metallelektrode und der Flüssigkeitsoberfläche eine Potentialdifferenz zwischen den Phasen verursacht. Wenn dann zwei Elektroden gleichzeitig in den Elektrolyten eingeführt werden und eine Spannung kleiner als die Zersetzungsspannung der Elektrolytlösung dazwischen angelegt wird, bewegen sich die positiven und negativen Ionen im Elektrolyten unter Einwirkung des Elektrischen schnell zu den beiden Polen Die Oberfläche der oberen Elektrode bildet eine dichte Ladungsschicht, dh eine elektrische Doppelschicht, und die durch die elektrische Doppelschicht und das Dielektrikum in dem herkömmlichen Kondensator gebildete elektrische Doppelschicht weist eine ähnliche Polarisationsladung auf, die durch erzeugt wird das elektrische Feld, wodurch ein kapazitiver Effekt und eine enge elektrische Doppelschichtnäherung erzeugt werden. Im Fall eines Plattenkondensators hat er jedoch eine größere Kapazität als ein herkömmlicher Kondensator, da der enge Ladungsschichtabstand viel kleiner als der Abstand zwischen den Ladungsschichten eines herkömmlichen Kondensators ist.

Der elektrische Doppelschichtkondensator hat einen größeren Innenwiderstand als der Aluminium-Elektrolytkondensator. Daher kann es ohne Lastwiderstand direkt aufgeladen werden. Bei Überspannungsladung öffnet sich der elektrische Doppelschichtkondensator, ohne das Gerät zu beschädigen. Der Überspannungsdurchschlag von Aluminium-Elektrolytkondensatoren ist unterschiedlich. Gleichzeitig kann der elektrische Doppelschichtkondensator im Vergleich zum Akku uneingeschränkt geladen werden, und die Anzahl der Ladevorgänge kann das 10E6-fache oder mehr erreichen. Daher weist der elektrische Doppelschichtkondensator nicht nur die Eigenschaften der Kapazität auf, sondern auch die Eigenschaften der Batterie und ist eine Art eine neue spezielle Komponente zwischen der Batterie und dem Kondensator.

Die Kapazität eines Superkondensators ist viel größer als die eines typischen Kondensators. Aufgrund seiner großen Kapazität und seiner externen Leistung und Batterie wird es auch als "Kondensatorbatterie" oder "goldene Batterie" bezeichnet. Die Superkondensatorbatterie ist auch ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Es ist der größte elektrische Doppelschichtkondensator, der weltweit in Massenproduktion gebracht wurde. Das Grundprinzip ist dasselbe wie bei anderen Arten von elektrischen Doppelschichtkondensatoren. Und die aus Elektrolyten bestehende elektrische Doppelschichtstruktur erhält eine große Kapazität.

Die im herkömmlichen physikalischen Kondensator gespeicherte elektrische Energie wird aus der Trennung der Ladung auf den beiden Platten abgeleitet. Das Vakuum zwischen den beiden Platten (relative Dielektrizitätskonstante ist 1) oder einem dielektrischen Material (relative Dielektrizitätskonstante ε ) Isolation, Kapazitätswert: C = ε · A / 3,6πd · 10-6 (μF) wobei A die Plattenfläche ist, d ist die Dicke des Mediums. Die gespeicherte Energie ist: E = C (ΔV) 2/2, wobei C der Kapazitätswert und ΔV der Spannungsabfall zwischen den Platten ist. Es ist ersichtlich, dass Sie diese erhöhen müssen, wenn Sie eine größere Kapazität erhalten und mehr Energie speichern möchten. Große Fläche A oder reduzierte Mediendicke d, aber dieser Expansionsraum ist begrenzt, was zu weniger Speicher und Speicherenergie führt. Der Superkondensator besteht aus Aktivkohle-Material, um eine poröse Elektrode zu bilden, und gleichzeitig wird eine Elektrolytlösung zwischen die gegenüberliegenden porösen Kohlenstoffelektroden gefüllt. Wenn an beide Enden eine Spannung angelegt wird, werden positive bzw. negative Elektronen an den gegenüberliegenden porösen Elektroden akkumuliert, und die positiven und negativen Ionen in der Elektrolytlösung werden sein, da das elektrische Feld jeweils auf der Grenzfläche gegenüber den positiven und negativen konzentriert ist Platten werden zwei Kollektorschichten gebildet, was zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren entspricht, da das Aktivkohle-Material eine ultrahohe spezifische Oberfläche von ≥ 1200 m 2 / g aufweist (dh der Pol wird erhalten). Große Elektrodenfläche A. ) und der Grenzflächenabstand zwischen dem Elektrolyten und der porösen Elektrode weniger als 1 nm beträgt (dh es wird eine sehr kleine dielektrische Dicke d erhalten). Gemäß der vorherigen Berechnungsformel ist ersichtlich, dass der elektrische Doppelschichtkondensator konventioneller als der herkömmliche ist. Die Kapazität des physikalischen Kondensators ist viel größer, die spezifische Kapazität kann um mehr als das 100-fache erhöht werden, so dass die Kapazität pro Gewichtseinheit 100F / g erreichen kann, und der Innenwiderstand des Kondensators kann auf einem niedrigen Niveau gehalten werden. und das Kohlenstoffmaterial hat geringe Kosten. ist die Technologie ausgereift und so weiter. Dies ermöglicht die Verwendung eines Kondensators für die Energiespeicherung mit großer Kapazität, und im tatsächlichen Gebrauch ist es möglich, die Ausgangsspannung oder den Ausgangstrom durch Reihen- oder Parallelschaltung zu erhöhen.

(1) Die Ladegeschwindigkeit ist schnell, solange sie mehr als 95% ihrer Nennkapazität durch Laden von mehreren zehn Sekunden bis zu mehreren Minuten aufgeladen wird. Jetzt dauert es mehrere Stunden, um die Blei-Säure-Batterie mit der größten Fläche aufzuladen.

(2) Die Zykluslebensdauer ist lang und die Anzahl der Tieflade- und Entladezyklen kann das 500.000-fache erreichen. Wenn der Superkondensator 20 Mal am Tag geladen und entladen wird, kann er 68 Jahre lang ununterbrochen verwendet werden. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien hat es eine Lebensdauer von 68 Jahren und keinen "Memory-Effekt".

(3) Die Hochstromentladungskapazität ist super stark, die Energieumwandlungseffizienz ist hoch, der Prozessverlust ist gering und die Hochstrom-Energiezykluseffizienz ist ≥ 90%;

(4) Die Leistungsdichte ist hoch, bis zu 300 W / kg ~ 5000 W / kg, was dem Dutzendfachen gewöhnlicher Batterien entspricht. Die spezifische Energie wird stark verbessert, die Blei-Säure-Batterie kann nur 200 W / kg erreichen, und die Superkondensatorbatterie wird derzeit entwickelt. Bis zu 10 kW / kg,

(5) Die Rohstoffzusammensetzung, Herstellung, Verwendung, Lagerung und Demontage des Produkts sind nicht verschmutzt und es ist eine ideale grüne Umweltschutzstromquelle.

(6) Der Lade- und Entladekreis ist einfach, es wird kein Ladekreis wie ein Akku benötigt, der Sicherheitsfaktor ist hoch und die Wartung ist langfristig wartungsfrei.

(7) Gute Eigenschaften bei extrem niedrigen Temperaturen, der Umgebungstemperaturbereich ist so breit wie -40 ° C ~ +70 ° C;

(8) Leicht zu erkennen, die verbleibende Leistung kann direkt abgelesen werden;

(9) Die Monomerkapazität liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 ° F bis -3400 ° F.

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