¿Cuál es la diferencia entre un supercondensador y una batería de litio?

Los supercondensadores se dividen en condensadores eléctricos de doble capa y condensadores de tantalio. Es un nuevo dispositivo de almacenamiento de energía con alta densidad de potencia, tiempo de carga corto, larga vida útil, buenas características de temperatura, ahorro de energía y protección del medio ambiente. Los supercondensadores se utilizan ampliamente.

Las baterías de litio contaminan el medio ambiente, el sistema es complejo y el costo es alto. Los supercondensadores pueden utilizar sus excelentes características para evitar debilidades. Pueden reemplazar parcial o completamente las baterías químicas tradicionales para la potencia de tracción y la energía de arranque de los vehículos, y tienen más que las baterías químicas tradicionales ampliamente utilizadas.

El supercondensador tiene una corriente de fuga del 50% durante 2 días, y la capacidad de volumen igual es solo el 10% de la batería de litio. Solo se puede usar en aplicaciones donde se requiere potencia de impacto instantáneo.

También se puede dar un ejemplo:

Si el coche eléctrico es el supercondensador, la batería de litio de 10 amperios y 48 voltios es de solo 6 kg, aproximadamente 1200 Yuan, puede correr 25 km, si cambia a supercondensador, necesita 60 kg, necesita 500 Farah 1000, el precio es 10,000 yuanes lo anterior. Entonces, el capacitor es el capacitor, que es un orden de magnitud peor que la batería. La capacitancia está destinada a ser un almacenamiento temporal de electricidad. Sin embargo, el poder explosivo es superfuerte. Por lo tanto, el autobús puede funcionar durante 2 kilómetros y cada gramo de condensador Farah puede liberar 3 vatios de potencia instantánea, por lo que un volumen pequeño puede explotar con una potencia poderosa. Simplemente no puede durar. Se dice que las pistolas electromagnéticas y las catapultas electromagnéticas son buenas para estas cosas. Quizás esto se use al lanzar satélites.

La batería del supercondensador también se llama condensador de oro y condensador de faradios. Almacena energía polarizando un electrolito y es un tipo de condensador eléctrico de doble capa. Dado que el proceso de almacenamiento de energía no sufre una reacción química, este proceso de almacenamiento de energía es reversible porque el supercondensador se puede cargar y descargar repetidamente cientos de miles de veces. Los supercondensadores generalmente usan materiales de electrodo de carbón activado, que tienen las características de un área de adsorción grande y un alto almacenamiento electrostático, y se usan ampliamente en vehículos de nueva energía.

La batería de supercondensador, también conocida como condensador eléctrico de doble capa (condensador eléctrico de doble capa) es un nuevo tipo de dispositivo de almacenamiento de energía, que tiene las características de tiempo de carga corto, larga vida útil, buenas características de temperatura, ahorro de energía y protección del medio ambiente. Los supercondensadores se utilizan ampliamente. Se utiliza como fuente de alimentación de equilibrio de energía para equipos de elevación para proporcionar energía de supercorriente. Se utiliza como fuente de alimentación de arranque para vehículos. Tiene una mayor eficiencia y confiabilidad de arranque que las baterías tradicionales. Puede reemplazar las baterías tradicionales en su totalidad o en parte. Se utiliza como energía de tracción para vehículos. Puede producir vehículos eléctricos, reemplazar los motores de combustión interna tradicionales y transformar los trolebuses existentes; se puede utilizar para asegurar el arranque suave de tanques, vehículos blindados y otros vehículos (especialmente en el frío invierno) y como fuente de energía de pulso para armas láser. También se puede utilizar para el almacenamiento de energía de otros equipos electromecánicos.

Debido a la escasez de recursos petrolíferos en supercondensadores y la contaminación ambiental causada por el escape de motores de combustión interna que queman diesel (especialmente en ciudades grandes y medianas), la gente está estudiando nuevos dispositivos de energía que reemplacen a los motores de combustión interna. Se han llevado a cabo investigaciones y desarrollo de energía híbrida, pilas de combustible, productos y aplicaciones de baterías químicas y se han obtenido algunos resultados. Sin embargo, debido a su escasez inherente, las malas características de temperatura, la contaminación química de la batería, los sistemas complejos, el alto costo y otras debilidades fatales, no ha habido una buena solución. Los supercondensadores, con sus excelentes características, pueden reemplazar algunas de las baterías químicas tradicionales para la potencia de tracción y la energía de arranque de los vehículos, y tienen una gama más amplia de aplicaciones que las baterías químicas tradicionales. Debido a esto, los países de todo el mundo (especialmente los países desarrollados de Occidente) no escatiman esfuerzos para investigar y desarrollar supercondensadores. Entre ellos, Estados Unidos, Japón y Rusia no solo están al frente de I + D y producción, sino que también establecieron una agencia reguladora nacional especial (como: USABC en los Estados Unidos, Sun en Japón, REVA en Rusia, etc. .) formular un plan nacional de desarrollo. Invertimos mucho en mano de obra y lo promovimos activamente. En lo que respecta al nivel de tecnología de supercondensadores, Rusia se encuentra actualmente a la vanguardia del mundo, sus productos se han comercializado y aplicado, y ha sido calificado como el producto más avanzado por la 17a Conferencia Anual Internacional de Vehículos Eléctricos (EVS). -17), Japón, Alemania, Francia, Reino Unido, Australia y otros países también se están poniendo al día. En la actualidad, el campo de la promoción de la aplicación de supercondensadores en varios países ha sido bastante extenso. La promoción del uso de supercondensadores en China puede reducir el consumo de petróleo, reducir la dependencia de las importaciones de petróleo y favorece la seguridad nacional del petróleo; resolver eficazmente la contaminación por gases de escape urbanos y los problemas de contaminación de las baterías de plomo-ácido; y ayudar a resolver el problema del arranque de vehículos a baja temperatura. En la actualidad, hay más de 10 empresas en China que realizan investigación y desarrollo de supercondensadores.

El supercondensador es un nuevo condensador basado en la teoría de la interfaz eléctrica de doble capa propuesta por el físico alemán Helmholtz. Se sabe que una carga excesiva que tiene un signo opuesto a la superficie del electrodo metálico insertado en la solución de electrolito y la superficie del líquido provoca una diferencia de potencial entre las fases. Entonces, si dos electrodos se insertan simultáneamente en el electrolito, y se aplica un voltaje menor que el voltaje de descomposición de la solución de electrolito entre ellos, los iones positivos y negativos en el electrolito se moverán rápidamente hacia los dos polos bajo la acción de la electricidad. campo, y respectivamente en dos La superficie del electrodo superior forma una capa de carga apretada, es decir, una doble capa eléctrica, y la doble capa eléctrica formada por la doble capa eléctrica y el dieléctrico en el condensador convencional son similares en carga de polarización generada por el campo eléctrico, generando así un efecto capacitivo y una aproximación de doble capa eléctrica cercana. Sin embargo, en el caso de un condensador de placa, dado que el estrecho espacio entre las capas de carga es mucho menor que la distancia entre las capas de carga de un condensador convencional, tiene una capacidad mayor que la de un condensador convencional.

El condensador eléctrico de doble capa tiene una resistencia interna mayor que el condensador electrolítico de aluminio. Por lo tanto, se puede cargar directamente sin resistencia de carga. En el caso de una carga por sobretensión, el condensador eléctrico de doble capa se abrirá sin dañar el dispositivo. La ruptura por sobretensión de los condensadores electrolíticos de aluminio es diferente. Al mismo tiempo, el condensador eléctrico de doble capa se puede cargar sin restricciones en comparación con la batería recargable, y el número de veces de carga puede llegar a 10E6 veces o más. Por lo tanto, el capacitor eléctrico de doble capa no solo tiene las características de capacitancia sino que también tiene características de batería, y es una especie de Un nuevo componente especial entre la batería y el capacitor.

La capacidad de un supercondensador es mucho mayor que la de un condensador típico. Por su gran capacidad y su rendimiento externo y batería, también se le llama "batería de condensador" o "batería dorada". La batería del supercondensador también es un condensador eléctrico de doble capa. Es el más grande entre los condensadores eléctricos de doble capa que se han puesto en producción en masa en el mundo. El principio básico es el mismo que el de otros tipos de condensadores eléctricos de doble capa. Y la estructura eléctrica de doble capa compuesta por electrolitos obtiene una gran capacidad.

La energía eléctrica almacenada en el condensador físico tradicional se deriva de la separación de la carga en las dos placas. El vacío entre las dos placas (constante dieléctrica relativa es 1) o un material dieléctrico (constante dieléctrica relativa ε ) Aislamiento, valor de capacitancia: C = ε · A / 3.6πd · 10-6 (μF) donde A es el área de la placa, d es el grosor del medio. La energía almacenada es: E = C (ΔV) 2/2, donde C es el valor de capacitancia y ΔV es la caída de voltaje entre las placas. Se puede ver que si quieres obtener una mayor capacitancia y almacenar más energía, debes aumentarla. Gran área A o grosor de soporte reducido d, pero este espacio de expansión es limitado, lo que resulta en menos almacenamiento y energía de almacenamiento. El supercondensador está hecho de material de carbón activado para formar un electrodo poroso y, al mismo tiempo, se llena una solución de electrolito entre los electrodos porosos de carbón opuestos. Cuando se aplica un voltaje a ambos extremos, los electrones positivos y negativos se acumulan respectivamente en los electrodos porosos opuestos, y los iones positivos y negativos en la solución de electrolito serán, ya que el campo eléctrico se concentra respectivamente en la interfaz opuesta a la positiva y negativa. placas, se forman dos capas colectoras, lo que equivale a dos condensadores conectados en serie, ya que el material de carbón activado tiene una superficie específica ultra alta de ≥ 1200 m 2 / g (es decir, se obtiene el polo) Gran área de electrodo A ), y la distancia de interfaz entre el electrolito y el electrodo poroso es inferior a 1 nm (es decir, se obtiene un espesor dieléctrico d muy pequeño). Según la fórmula de cálculo anterior, se puede apreciar que el condensador eléctrico de doble capa es más convencional que el convencional. La capacitancia del capacitor físico es mucho mayor, la capacidad específica se puede aumentar en más de 100 veces, de modo que la capacitancia por unidad de peso puede alcanzar los 100F / gy la resistencia interna del capacitor se puede mantener en un nivel bajo. y el material de carbono tiene un bajo costo. , la tecnología está madura y así sucesivamente. Esto hace posible utilizar un condensador para el almacenamiento de energía de gran capacidad y, en el uso real, es posible aumentar el voltaje o la corriente de salida conectándolos en serie o en paralelo.

(1) La velocidad de carga es rápida, siempre que se cargue por más del 95% de su capacidad nominal cargándola durante varias decenas de segundos a varios minutos; ahora se necesitan varias horas para cargar la batería de plomo-ácido con el área más grande.

(2) El ciclo de vida es largo y el número de ciclos de carga y descarga profunda puede llegar a 500.000 veces. Si el supercondensador se carga y descarga 20 veces al día, se puede utilizar de forma continua durante 68 años. Si se compara con las baterías de plomo-ácido, tiene una vida útil de 68 años y no tiene "efecto memoria".

(3) La capacidad de descarga de alta corriente es súper fuerte, la eficiencia de conversión de energía es alta, la pérdida del proceso es pequeña y la eficiencia del ciclo de energía de alta corriente es ≥ 90%;

(4) La densidad de potencia es alta, hasta 300 W / kg ~ 5000 W / kg, lo que equivale a docenas de veces más que las baterías normales; la energía específica ha mejorado enormemente, la batería de plomo-ácido solo puede alcanzar los 200W / kg y la batería de supercondensador está actualmente desarrollada. Hasta 10KW / kg,

(5) La composición de la materia prima, la producción, el uso, el proceso de almacenamiento y desmantelamiento del producto no están contaminados, y es una fuente de energía verde ideal para la protección del medio ambiente;

(6) El circuito de carga y descarga es simple, no se necesita un circuito de carga como la batería recargable, el factor de seguridad es alto y el mantenimiento no requiere mantenimiento a largo plazo;

(7) Buenas características de temperatura ultrabaja, el rango de temperatura ambiente es tan amplio como -40 ° C ~ +70 ° C;

(8) Fácil de detectar, la energía restante se puede leer directamente;

(9) La capacidad de monómero suele estar en el rango de 0,1 F a -3400 F.

La página contiene el contenido de la traducción automática.