超级电容与电池的比较
超级电容器与电池的优缺点对比
超级电容器比电池更好？◆ 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。
有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。
◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。
而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。
◆ 超级电容器的荷电状态（SOC）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。
◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。
在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。
◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
◆ 超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。
超级电容与电池拉平差距的机会?尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少，但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。
相比电池领域，超级电容器的技术过于落后，想要缩小两者在研发方面的差距，首要任务应解决如下问题：■ 增加超级电容器生产厂商数量，通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发;■ 扩大高比功率超级电容器的生产规模，实现突破百万件的年生产量;■将超级电容器当前的制造成本降低50%;■ 拟定一个超级电容器可持续发展战略，主要针对更高效电极材料的探索。
要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度，主要用于在设备的研发和生产两方面。
与此同时，政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。
————鸣曦电子。
超级电容器与锂离子电池的区别
首先呢我也知道也有不少的组呢选择了锂离子电池，所以我要先强调无论是锂离子电池还是超级电容器它们都是无数科学家的汗水和智慧的结晶，所以它们在不同的领域各自发挥着它们不同的作用，所以此次报告我也只是从客观因素上对二者在一些性能上做一些阐述，并非因我们组选择超级电容器就否定锂离子电池对人类和社会的贡献。
超级电容器与锂离子电池的区别两种电子器件的基础知识。
1.超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫双电层电容器(ElectricalDouble-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。
它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。
2.锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。
电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。
两种电子器件的工作原理。
1.超级电容器是利用双电层原理的电容器。
当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。
超级电容与电池的比较
超级电容与电池的比较相对铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池，超级电容具有节能、超长使用寿命、安全、环保、宽温度范围、充电快速、无需人工维护等优点。
本文介绍超级电容与其他储能产品的性能比较，例如与各种电池的比较，替代的可能性。
图1：各种各样的储能产品之所以叫超级电容，是因为超级电容的容值都是法拉级的，且可以很快提供一个充放电，这是传统的电容或者电池做不到的。
下面介绍了各种产品不同的应用范围，横坐标是能流密度，纵坐标是能量密度，从中可以看到哪个地方是电池的应用范围，哪个地方是传统电容的应用范围，哪一块是超级电容的应用范围。
图2. 超级电容和其他储能技术的比较我们知道电池的充放电大概在1小时到10个小时左右，而传统电容是作为滤波使用的，充放电是在0.03秒，但是超级电容就在1秒左右，基本上是从0.1秒到10秒，这正是汽车比如刹车起动的时候要用的，当然任何的设备比如风能变桨系统，变桨的时候要提供能量也是在这个时间段。
超级电容的能流密度和能量密度都非常高。
超级电容是用物理的方法储能，电池是用化学反应的方法来储能，所以电池的反应时间会很长，超级电容可以快速的充放电，这是它的根本原因，也是超级电容的性能优势之所在。
传统的储能系统是使用铅酸电池。
以风力发电为例，有风时由风力发电机发电，无风时由储能系统供电。
当电源断开进行切换时，铅酸电池需要十几秒的反应时间。
这时便可由超级电容进行辅助。
由于超级电容是将电荷储存起来，可以快速的补充和释放，而电池则需要经过化学反应的方式进行充放电。
在这十几秒的时间里，超级电容可以提供短时间的能量，保证电源稳定。
超级电容可以工作在在-40℃~65℃之间，可以覆盖PC -20℃~60℃的工作温度范围和电池0℃~50℃的工作温度。
超级电容是功率密集元件，但放电时间较短，电池是能量密集型元件，放电时间较长。
图3.超级电容与电池的充放电次数比较超级电容的应用主要是用作备用电源和提供峰值功率。
超级电容用作备用电源时，具有高可靠性、免维护、长寿命和宽工作温度范围的特点。
电池与超级电容电路
电池与超级电容电路
电池和超级电容器是目前广泛应用于电子设备中的两种重要的电源存储装置。
虽然它们都有能够存储电能的功能，但它们的工作原理和性能有很大的不同。
电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能，它们的储能能力主要取决于电极材料和电解液的储能性能。
电池的优点是能够提供比较稳定的电压和长时间的储能能力，但缺点是其能量密度相对较低，且需要定期更换电池。
超级电容器的工作原理是通过静电作用存储电荷，它们的储能能力主要受到电极材料和电解液的表面积和电导性的影响。
超级电容器的优点是具有高功率输出和长寿命的特点，但能量密度相对较低，需要较频繁的充放电。
在实际应用中，电池和超级电容器通常会结合使用，形成电池与超级电容电路。
这种电路可以充分利用两种电源的优点，同时避免它们的缺点，从而提高电子设备的能效和使用寿命。
总之，电池和超级电容器都是重要的电源存储装置，在不同的应用场景下有着独特的优势和局限性，电池与超级电容电路的结合将会是未来电子设备发展的重要方向之一。
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超级电容,锂离子电容 电池
超级电容器（Supercapacitor）和锂离子电池（Lithium-ion battery）是两种不同的能量存储设备，它们在工作原理、性能特点以及应用领域上有着本质的区别。
以下是关于这两种设备的详细介绍：超级电容器（又称为超电容或超级电容）：超级电容器是一种高容量的电能储存装置，它能以静电场的形式存储和释放能量。
超级电容器主要由两个多孔的电极和电解质组成，当电压施加到电极上时，电极表面会积累电荷，形成静电场。
由于电极材料的多孔性，超级电容器能够在其表面积累大量的电荷，从而具有很高的电容值。
超级电容器的主要优点是能够快速充放电（几秒至几分钟内），循环寿命长（可达百万次），且具有较高的功率密度。
然而，它们的能量密度相对较低，这意味着它们不能存储大量的能量。
锂离子电池：锂离子电池是一种可充电电池，它通过锂离子在正负极材料之间的移动来存储和释放能量。
在充电过程中，锂离子从正极材料中脱嵌并通过电解质移动到负极材料中嵌入；放电过程则相反。
锂离子电池具有高能量密度，能够存储大量的能量，这使得它们非常适合用于需要长时间供电的场合，如手机、笔记本电脑和电动汽车。
锂离子电池的充放电周期相对较慢，通常需要数小时来完成一次完整的充电或放电，并且它们的循环寿命也有限，通常在几千次充放电周期后性能会明显下降。
比较：1. 能量密度：锂离子电池的能量密度远高于超级电容器，这意味着在相同体积或重量下，锂离子电池能够存储更多的能量。
2. 功率密度：超级电容器的功率密度高于锂离子电池，能够提供更高的瞬时功率输出。
3. 充放电速度：超级电容器可以在短时间内快速充电和放电，而锂离子电池需要较长的时间进行充放电。
4. 循环寿命：超级电容器的循环寿命通常比锂离子电池长得多。
5. 应用领域：锂离子电池常用于需要长时间供电的设备，如便携式电子设备和电动汽车；超级电容器则适用于需要快速充放电和高功率输出的场合，如能量回收系统和短时大功率辅助电源。
超级电容器与电池的比较
超级电容器是一种通过极化电解质来储能的一种电化学元件，可作为一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，且储能过程是可逆的，可以反复充放电数十万次。
其突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。
超级电容器、普通电容器及电池的比较对于超级电容的选择，功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用。
超级电容器的输出电压降由两部分组成，一部分是超级电容器释放能量；另一部分是由于超级电容器内阻引起。
两部分谁占主要取决于时间，在非常快的脉冲中，内阻部分占主要的，相反在长时间放电中，容性部分占主要。
在选择电容器大小时，需要考虑多方面的因素，其中最高工作电压、工作截止电压、平均放电电流、放电时间等是几个特别需要重点考虑的因素。
电压 Voltage超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压，这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。
如果应用电压高于推荐电压，将缩短电容的寿命，如果过压比较长的时间，电容内部的电解液将会分解形成气体，当气体的压力逐渐增强时，电容的安全孔将会破裂或者冲破。
短时间的过压对电容而言是可以容忍的。
极性 Polarity超级电容器采用对称电极设计，也就说，他们具有类似的结构。
当电容首次装配时，每一个电极都可以被当成正极或者负极，一旦电容被第一次100%从满电时，电容就会变成有极性了，每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。
虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏，但电极依然保留很少一部分的电荷，此时变换极性是不推荐的。
电容按照一个方向被充电的时间越长，它们的极性就变得越强，如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性，那么电容的寿命将会被缩短。
温度 Ambient Temperature超级电容器的正常操作温度是-40 ℃～ 70℃，温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。
通常情况下，超级电容器是温度每升高10℃，电容的寿命就将降低30%～50%，也就说，在可能的情况下，尽可以的降低超级电容器的使用温度，以降低电容的衰减与内阻的升高，如果不可能降低使用温度，那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。
超级电容与电池比较
超级电容与电池比较超级电容器背景超级电容器一直用于常规电容器和电池之间的专门市场，随着更多新应用的发现，这一专门市场也在不断增长。
在数据存储应用中，超级电容器正在取代电池，这类应用由于突然断接问题，需要中到大电流/ 短持续时间的备份电源和电池备份。
具体应用包括 3.3V 内存备份固态硬盘(SSD)、电池供电的便携式工业和医疗设备、工业警报器以及智能功率计。
与电池相比，超级电容器能提供更大的峰值功率，具有更小的外形尺寸，在更宽的工作温度范围内具有更长的充电周期寿命，还具有更低的等效串联电阻(ESR)，可提供更高的功率密度。
与标准陶瓷、钽或电解质电容器相比，超级电容器以类似的外形尺寸和重量，提供更高的能量密度。
通过降低超级电容器的Top-Off 电压，并避开高温(>50°C)，可以最大限度地延长超级电容器的寿命。
下表1 比较了超级电容器、电容器和电池的关键特点。
表1：超级电容器、电容器和电池的比较总结：超级电容器与电池的比较电池：高能量密度中等的功率密度温度较低时具很高的ESR超级电容器：中等的能量密度高的功率密度低ESR ──即使在低温情况(-20°C 与25°C相比，约增大 2 倍)超级电容器的限制：每节的最高电压限制为2.5V 或 2.75V在叠置应用中，必须补偿漏电流之差在高充电电压和高温时，寿命迅速缩短较早一代的两节超级电容器充电器设计是为用于从 3.3V、3xAA 或锂离子/ 聚合物电池以低电流充电。
然而，超级电容器技术的改进使市场得以扩大，因此出现了中到大电流应用机会，这类应用未必限定在消费类产品领域内。
主要应用包括固态硬盘和海量存储备份系统、工业用PDA 和手持式终端等便携式大电流电子设备、数据记录仪、仪表、医疗设备以及各种各样“濒临电源崩溃”的工业应用(例如安全设备和警报系统)。
其他消费类应用包括那些具大功率突发的应用，例如相机中的LED 闪光灯、PCMCIA 卡和GPRS / GSM 收发器、以及便携式设备中的硬盘驱动器(HDD)。
电池与超级电容器的能量存储机制
电池与超级电容器的能量存储机制电池与超级电容器，作为现代储能领域中的两大巨头，它们的表现、性能以及应用范围各有千秋。
而关于其能量存储机制，一直是人们关注的焦点。
一、电池的能量存储机制电池，通常指的是可充电电池。
其基本原理是利用化学能转换成电能存储起来，再根据需求输出电能。
不同种类的电池，其储能原理也略有差异。
以铅酸电池为例，其有着较广泛的应用范围，如马达、UPS、电动车等领域，其能量存储机制可以解释为：在充电状态下，电池内部包含着两种物质：正极材料（PbO2）和负极材料（Pb）。
当外部电源给电池供电时，阳极（负极）会发生化学反应，PbO2会失去一些电荷，电子会流回电源中去；同时，阴极（正极）内部则会释放一些电子，并以离子的形式进入电池的液体中，电解液中的H2SO4会使这些离子重新与电子结合，形成铅（Pb）和二氧化硫（SO2）。
在放电过程中，这个过程是相反的，即从铅和二氧化硫的化学反应中释放出电子，进而输出电能。
二、超级电容器的能量存储机制超级电容器是一种新型的电池，相比于传统电池，它具有更高的储能密度和更长的使用寿命。
超级电容器的能量存储机制可以比作离子在电场中的运动。
这里以单电层电容器为例（其实超级电容器有多种类型，实现机制各不相同）：在正负电压引导下，电解液中的阳离子会向阴极汇集，而阴离子则会向阳极汇集。
当电极上电势足够高时，阳离子和阴离子就会被引到电极表面反应，从而获得一定的储能。
当需要释放能量时，就可以把正负电极连通导电，并通过电路输出电能。
三、电池与超级电容器的比较仔细分析一下两者的储能机制，两者显然有着较大的区别。
电池利用的是化学能，在变化过程中释放出电子来实现储能。
因此电池有着较高的储存密度，但是放电后的内部结构会有较大的改变，电池的寿命会随着充放电次数的增加而逐渐降低。
同时，电池还有着比较严重的电化学应力问题，若充电过程中超过了铅酸电池正负极的承受范围，会导致电池短路或发生其他安全问题。
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超级电容器比电池更好？
◆ 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。
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◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。
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◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
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超级电容与电池拉平差距的机会?
尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少，但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。
相比电池领域，超级电容器的技术过于落后，想要缩小两者在研发方面的差距，首要任务应解决如下问题：
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要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度，主要用于在设备的研发和生产两方面。
与此同时，政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。
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