关于超级电容器发展现状及趋势分析

　　随着信息技术、电子产品、车用能源等领域中新技术的迅速产生和发展，电解电容人们更加关注新颖的超级电容器的研究与开发。超级电容器（也称作电化学电容器）是近几年发展起来的一种能够大容量存储电能，并且具有大功率放电特性的电容器，是一种介于电容器与电池之间的新型储能器件。超级电容器与传统电容器不同，它们是通过电极和电解液之间的界面或电极表面或内部的可逆的氧化还原反应存储电荷的，它们的性能介于传统电容器和二次电池之间。它们的这种特点与它们的电极材料和电解质的特殊性密切相关。
　　（一）超级电容器的发展历史  早在1879年，Helmholz发现了双层电容性质，提出了双电层的概念，但是双电层用于能量的存储仅仅是近几十年的事。1957年Bcker首先提出了可以将较小的电容器用做储能器件，其具有接近于电池的比能量。1968年标准石油公司Sohio首先提出了利用高比表面积碳材料制作双层电容器的专利，并将该专利技术转让给NEC公司，NEC公司在1979年开始生产超级电容器用于电动汽车的启动系统。几乎同时，松下公司研究了以活性炭为电极材料，以有机溶液为电解质的超级电容器，此后超级电容器开始大规模的产业化，之后又推出了各种各样的超级电容器。
　　（二）超级电容器的原理和分类  超级电容器按照其储能原理可分为两类：双电层电容器和赝电容器。双层电容器的基本原理是利用电极和电解质之间形成的界面双电层来存储能量的一种电子元件。当电极和电解质接触时，电解电容库仑力、分子间力或原子间力的作用，使固液界面出现稳定的、符号相反的双层电荷，称为界面双电层。赝电容也称为法拉第准电容，是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应，产生和电极充电电位有关的电容。  按正负材料是否相同可分为对称电容器和非对称电容器。  按充放电反应是否包含法拉第过程可分为双层电容器、赝电容器和混合型电容器。
　　（三）超级电容器与电池和传统电容器的比较  超级电容器兼有电池高比能量和传统电容器高比功率的优点，填补了电池和传统电容器的空白，见表1。超级电容器存储的能量可达传统电容器的100倍以上，与传统电容器相比，超级电容器的能量密度非常高，容量可达到数千法拉，但是它耐压较低，受制于电解质的分解电压，漏电流也比较大，容量随频率显著降低，所以适合用做低频容性元件。与电池相比，超级电容器具有非常高的功率密度、充电速度快，使用寿命长。目前超级电容器已经开始部分取代电池，越来越受到人们的重视。
　　超级电容器作为一种新式储能设备，可以在众多范畴处理因为传统储能电池的不足而形成的瓶颈，例如，它可当作停电时的备用电源，或在峰值功率输出时供给电力，也可在便携式设备中辅助电池延伸使用寿数等。
　　当前超级电容器市场上常见的类型包含扣式、筒状型以及层压式构造。“一般的扣式或筒状型超级电容因为漏电流大、ESR高、厚度高级缺陷，不适用于具有大电流放电需求、或使用电池的便携式设备中，且一般这类超级电容的封装性差，在耐湿性、可靠性方面都不尽人意。”村田投资有限公司商品工程师吴海华介绍道。
　　为满意客户对高效率和高可靠性的需求，村田于2008年从一家总部坐落澳大利亚的公司引入了领先的超级电容器技术，并以此为根底，不断改进商品的规划，生产出紧凑型薄封装的高功率密度超级电容，这类层压式超级电容器具有超低ESR值、电解电容高可靠性封装及高速充放电等特性，使用范围较广。
　　在使用上，除了常见的在停电时作为备用电源、用于企业级SSD、服务器等需求数据备份的设备中之外，超级电容具有宽广的使用远景。例如，在带有LED闪光灯的相机，或许马达驱动等刹那间需求释放大电流放电的设备中，超级电容器作为峰值输出辅助设备，具有较高的功率密度，不仅可完成大电流放电，而且其超低的ESR简直可以疏忽放电刹那间的电压降影响，即便是在低温的情况下，内阻也不会像电池那样大幅上升。
　　其次，在那些具有Wi-Fi或GPRS等无线通信功用、或需求长时间存储数据、需求延伸电池寿数的便携式设备中，一般关于漏电流和小型化封装都有较高的需求。村田超级电容器具有μA等级的超低漏电流，及最薄3.2mm的紧凑型封装，是这类设备的抱负挑选。别的，在备受关注的便携式医疗设备范畴，小型化、薄型化的层压式超级电容器也将会大有用武之地。
　　新能源工业的典型使用是在光伏发电或是具有太阳能充电功用的设备中，日间使用太阳能转化成的电能为超级电容器充电，在夜间或必要时间则释放预先存好的电量，然后可用于替代电池或有用下降电池的维护本钱。在这类使用中，因为设备长时间处于阳光直晒的当地，所以关于元器材的高温维护功能提出了较高的需求，而优异的超级电容器商品则可确保器材能在-30~+85℃之间正常工作。
　　信息来源：电解电容