超級(jí)電容器與鋰離子電池的區(qū)別

1、今天很榮幸在這給大家分享一下我們組經(jīng)過兩周的交流和學(xué)習(xí)后關(guān)于一些超級(jí)電容器相關(guān)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，我在我們組主要是負(fù)責(zé)比較超級(jí)電容器和鋰離子電池的一些基本認(rèn)識(shí)以及它們的一些優(yōu)勢和劣勢，還有就是在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管我們?cè)谑占牧蠒r(shí)已經(jīng)做了很大的努力，也花了很大的時(shí)間，但基于時(shí)間和基礎(chǔ)知識(shí)的關(guān)系其中也存在著一些的不足之處，也請(qǐng)各位同學(xué)和老師可以諒解同時(shí)也歡迎各位老師同學(xué)給予糾正。首先呢我也知道也有不少的組呢選擇了鋰離子電池，所以我要先強(qiáng)調(diào)無論是鋰離子電池還是超級(jí)電容器它們都是無數(shù)科學(xué)家的汗水和智慧的結(jié)晶，所以它們?cè)诓煌念I(lǐng)域各自發(fā)揮著它們不同的作用，所以此次報(bào)告我也只是從客觀因素上對(duì)二者在一些性能上

2、做一些闡述，并非因我們組選擇超級(jí)電容器就否定鋰離子電池對(duì)人類和社會(huì)的貢獻(xiàn)。 超級(jí)電容器與鋰離子電池的區(qū)別兩種電子器件的基礎(chǔ)知識(shí)。1. 超級(jí)電容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫雙電層電容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、電化學(xué)電容器(Electrochemcial Capacitor, 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，

3、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。2. 鋰離子電池:是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。兩種電子器件的工作原理。1. 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

4、兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，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，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。2. 鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，用插入或脫插表示）。在同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌充放電過程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/（習(xí)慣上正極用嵌入或脫

5、嵌表示，而負(fù)極脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。 兩種電子器件的成本及應(yīng)用方向成本比較:相符成本地，超級(jí)電容器價(jià)格比鉛酸電池高1倍，但壽命是電池10倍。超級(jí)電容器的應(yīng)用方向: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。超級(jí)

6、電容器是介于傳統(tǒng)電容器和蓄電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置,它具有功率密度大、容量大、使用壽命長、免維護(hù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。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)鋰離子電池的應(yīng)用方向：主要有便攜式電子產(chǎn)品，電動(dòng)交通工具，大型動(dòng)力電源，一次性充電儲(chǔ)能領(lǐng)域等。兩種電子器件的優(yōu)劣：超級(jí)電容器的優(yōu)劣：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；。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。鋰離子電池的優(yōu)劣;優(yōu)

7、點(diǎn); 能量密度高，其體積能量密度和質(zhì)量能量密度分別可達(dá)450W.h/dm3 和150W.h/kg，而且還在不斷提高。 平均輸出電壓高 (約3.6V)，為Ni-Cd、Ni-MH電池的3倍。    輸出功率大。    自放電小，每月10%以下，不到Ni-Cd、Ni-MH的一半。    可快速充放電，1C充電時(shí)容量可達(dá)標(biāo)稱容量的80%以上。    充電效率高，第1次循環(huán)后基本上為100%。    工作溫度范圍寬，-30+45，隨著電解質(zhì)和正極的改進(jìn)，期望能拓寬到-40+70，低溫有可能拓展到-60。    對(duì)環(huán)境較為 “友好”，稱為綠色電池。    使用壽命長，100% DOD充放電可達(dá)900次以上 (圖1-3)3;當(dāng)采用淺深度 (30%DOD)充放電時(shí)，循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過了5000次。缺點(diǎn)：  成本高，主要是正極材料LiCOO2 的價(jià)格高，隨著正極技術(shù)的不斷發(fā)展，可以采用LiMn2O4、LiFePO4 等為正極，從而有望大大降低鋰離子電池的成本；      必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過充或過放；