スーパーキャパシターとリチウム電池の違いは何ですか？

スーパーキャパシタは、電気二重層コンデンサとタンタルコンデンサに分けられます。これは、高電力密度、短い充電時間、長い耐用年数、優れた温度特性、省エネ、環境保護を備えた新しいエネルギー貯蔵デバイスです。スーパーキャパシタは広く使用されています。

リチウム電池は環境を汚染し、システムは複雑で、コストが高くなります。スーパーキャパシタは、その優れた特性を利用して弱点を回避できます。それらは、車両の牽引力および始動エネルギーのために従来の化学電池を部分的または完全に置き換えることができ、従来の化学電池よりも広く使用されています。

スーパーキャパシタのリーク電流は2日間で50％であり、等容量はリチウム電池のわずか10％です。瞬間的な衝撃力が必要なアプリケーションでのみ使用できます。

例を示すこともできます：

電気自動車がスーパーキャパシターの場合、10アンペアの48ボルトリチウム電池はわずか6 kg、約1200元、25 kmを走行できます。スーパーキャパシターに切り替えると、60 kgが必要、500 Farah 1000が必要、価格は上記の10,000元。したがって、コンデンサはコンデンサであり、バッテリよりも1桁劣ります。静電容量は、一時的な電力の貯蔵となる運命にあります。しかし、爆発力は非常に強いです。したがって、バスは2 km走行でき、ファラーコンデンサの1グラムあたり3ワットの瞬時電力を放出できるため、少量で強力な電力を爆発させることができます。それは長続きしません。電磁銃と電磁カタパルトはこのようなものに適していると言われています。多分これは衛星を打ち上げるときに使われるでしょう。

スーパーキャパシターバッテリーは、ゴールドコンデンサーおよびファラッドコンデンサーとも呼ばれます。電解質を分極することでエネルギーを蓄え、電気二重層コンデンサの一種です。エネルギー貯蔵プロセスは化学反応を起こさないため、スーパーキャパシタは数十万回の繰り返し充電と放電が可能であるため、このエネルギー貯蔵プロセスは可逆的です。スーパーキャパシタは、一般に、吸着面積が大きく、静電貯蔵量が多いという特性を持つ活性炭電極材料を使用しており、新エネルギー車に広く使用されています。

電気二重層コンデンサ（電気二重層コンデンサ）としても知られるスーパーキャパシタ電池は、短い充電時間、長い耐用年数、優れた温度特性、省エネ、環境保護の特性を備えた新しいタイプのエネルギー貯蔵デバイスです。スーパーキャパシタは広く使用されています。超電流電力を供給するリフト装置のパワーバランス電源として使用されます。車両の始動電源として使用されます。従来のバッテリーよりも始動効率と信頼性が高くなっています。従来のバッテリーの全部または一部を置き換えることができます。車両の牽引エネルギーとして使用されます。電気自動車を生産し、従来の内燃機関に取って代わり、既存のトロリーバスを改造することができます。戦車、装甲車両、その他の車両のスムーズな始動を確保するために（特に寒い冬に）、レーザー兵器のパルスエネルギー源として使用できます。また、他の電気機械設備のエネルギー貯蔵エネルギーにも使用できます。

スーパーコンデンサーの石油資源の不足とディーゼル燃焼内燃機関の排気による環境汚染（特に大中規模の都市）のために、人々は内燃機関に代わる新しいエネルギー装置を研究しています。ハイブリッド電源、燃料電池、化学電池製品およびアプリケーションの研究開発が行われ、いくつかの結果が達成されました。しかし、それらの固有の短さ、不十分な温度特性、化学電池の汚染、複雑なシステム、高コスト、およびその他の致命的な弱点のために、良い解決策はありませんでした。優れた特性を備えたスーパーキャパシタは、車両の牽引力と始動エネルギーのために従来の化学電池の一部を置き換えることができ、従来の化学電池よりも幅広い用途があります。このため、世界中の国々（特に西側の先進国）は、スーパーキャパシタの研究開発に努力を惜しみません。その中で、米国、日本、ロシアは、研究開発と生産の最前線にいるだけでなく、特別な国家規制機関（米国のUSABC、日本のSun、ロシアのREVAなど）を設立しました。 。）国家開発計画を策定する。私たちは多額の投資と人的資源を投入し、積極的に推進しました。スーパーキャパシタ技術のレベルに関しては、ロシアは現在世界の最前線にあり、その製品は商品化されて適用されており、第17回国際電気自動車年次会議（EVS）によって最先端の製品として評価されています。 -17）、日本、ドイツ、フランス、イギリス、オーストラリア、その他の国々も追いついてきています。現在、各国でスーパーキャパシタの応用を促進する分野は非常に広範です。中国でのスーパーキャパシタの使用の促進は、石油消費を削減し、石油輸入への依存を減らし、国家の石油安全を助長する可能性があります。都市の排気ガス汚染と鉛蓄電池汚染の問題を効果的に解決します。車両の低温始動の問題を解決するのに役立ちます。現在、中国にはスーパーキャパシタの研究開発を行っている企業が10社以上あります。

スーパーキャパシターは、ドイツの物理学者ヘルムホルツによって提案された界面電気二重層理論に基づく真新しいコンデンサーです。電解液に挿入された金属電極の表面と液面とは反対の符号の過剰な電荷が相間に電位差を生じさせることが知られている。そして、電解液に2つの電極を同時に挿入し、その間に電解液の分解電圧よりも小さい電圧を印加すると、電解液中の正イオンと負イオンが電気の作用で2極に向かって急速に移動します。上部電極の表面は、電気二重層というタイトな電荷層を形成し、電気二重層によって形成される電気二重層と従来のコンデンサの誘電体は、によって生成される分極電荷が類似しています。電場、それによって容量効果と密接な電気二重層近似を生成します。しかし、プレートコンデンサの場合、狭い充電層間隔は従来のコンデンサの充電層間の距離よりもはるかに小さいため、従来のコンデンサよりも容量が大きくなります。

電気二重層コンデンサは、アルミニウム電解コンデンサよりも内部抵抗が大きくなっています。したがって、負荷抵抗なしで直接充電することができます。過電圧充電の場合、電気二重層コンデンサはデバイスに損傷を与えることなく開きます。アルミ電解コンデンサの過電圧破壊は異なります。同時に、電気二重層コンデンサは二次電池に比べて無制限に充電でき、充電回数は10E6回以上になります。したがって、電気二重層コンデンサは、静電容量の特性だけでなく、バッテリの特性も備えており、バッテリとコンデンサの間の一種の新しい特殊コンポーネントです。

スーパーキャパシタの容量は、一般的なキャパシタよりもはるかに大きくなります。大容量で外部性能とバッテリーを備えていることから、「コンデンサーバッテリー」または「ゴールデンバッテリー」とも呼ばれます。スーパーキャパシターバッテリーは、電気二重層コンデンサーでもあります。世界で量産されている電気二重層コンデンサの中で最大のものです。基本原理は他のタイプの電気二重層コンデンサと同じです。また、電解質で構成された電気二重層構造により、大容量が得られます。

従来の物理コンデンサに蓄えられた電気エネルギーは、2つのプレートの電荷の分離から得られます。 2つのプレート間の真空（比誘電率は1）または誘電体材料（比誘電率ε ）絶縁、静電容量値：C =ε・A/3.6πd・10-6（μF）ここで、Aはプレート面積です。 dは媒体の厚さです。蓄積されたエネルギーは次のとおりです。E= C（ΔV）2/2、ここでCは静電容量値、ΔVはプレート間の電圧降下です。より大きな静電容量を取得してより多くのエネルギーを蓄えたい場合は、それを増やす必要があることがわかります。大面積Aまたはメディアの厚さdが減少しますが、この拡張スペースは限られているため、ストレージとストレージエネルギーが少なくなります。スーパーキャパシタは、活性炭材料で作られて多孔質電極を形成すると同時に、電解液が反対側の炭素多孔質電極の間に充填されます。両端に電圧を印加すると、正と負の電子がそれぞれ反対側の多孔質電極に蓄積され、電解液中の正と負のイオンは、それぞれ正と負の反対側の界面に電界が集中するため、プレートでは、2つのコレクター層が形成されます。これは、活性炭材料の比表面積が1200 m 2 / g以上の超高比表面積であるため（つまり、極が得られるため）、直列に接続された2つのコンデンサーに相当します。大きな電極面積A ）、電解質と多孔質電極間の界面距離は1 nm未満です（つまり、非常に薄い誘電体の厚さdが得られます）。前の計算式によれば、電気二重層コンデンサは従来のものよりも従来のものであることがわかります。物理コンデンサの静電容量ははるかに大きく、比容量を100倍以上に増やすことができるため、単位重量あたりの静電容量は100F / gに達し、コンデンサの内部抵抗を低く抑えることができます。炭素材料は低コストです。 、技術は成熟しているなど。これにより、大容量のエネルギー貯蔵用のコンデンサを使用することが可能になり、実際の使用では、直列または並列に接続することで出力電圧または電流を増加させることができます。

（1）数十秒から数分充電することにより、定格容量の95％以上充電されている限り、充電速度は速い。現在、最大面積の鉛蓄電池を充電するには数時間かかります。

（2）サイクル寿命が長く、深放電サイクル数が50万回に達することがあります。スーパーキャパシタを1日20回充電・放電すれば、68年間継続して使用できます。鉛蓄電池と比較すると、68年の耐用年数があり、「メモリー効果」はありません。

（3）大電流放電容量は、エネルギー変換効率が高く、超強力であり、プロセスの損失が小さく、大電流エネルギーサイクル効率が≥90％です。

（4）電力密度は300W / kg〜5000W / kgと高く、通常のバッテリーの数十倍に相当します。比エネルギーが大幅に向上し、鉛蓄電池は200W / kgにしか到達できず、現在スーパーキャパシター電池が開発されています。最大10KW / kg、

（5）製品の原材料の組成、製造、使用、保管、解体のプロセスは汚染されておらず、理想的なグリーン環境保護電源です。

（6）充放電回路がシンプルで、二次電池のような充電回路が不要で、安全率が高く、長期間のメンテナンスフリーです。

（7）優れた超低温特性、周囲温度範囲は-40°C〜 + 70°Cと広い。

（8）検出が容易で、残りの電力を直接読み取ることができます。

（9）モノマー容量は通常、0.1Fから-3400Fの範囲です。

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