超級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)過兩周的交流和學習后關于一些超級電容器相關的一些基礎知識，我在我們組主要是負責比較超級電容器和鋰離子電池的一些基本認識以及它們的一些優(yōu)勢和劣勢，還有就是在一些領域的應用。盡管我們在收集材料時已經(jīng)做了很大的努力，也花了很大的時間，但基于時間和基礎知識的關系其中也存在著一些的不足之處，也請各位同學和老師可以諒解同時也歡迎各位老師同學給予糾正。首先呢我也知道也有不少的組呢選擇了鋰離子電池，所以我要先強調無論是鋰離子電池還是超級電容器它們都是無數(shù)科學家的汗水和智慧的結晶，所以它們在不同的領域各自發(fā)揮著它們不同的作用，所以此次報告我也只是從客觀因素上對二者在一些性能上

2、做一些闡述，并非因我們組選擇超級電容器就否定鋰離子電池對人類和社會的貢獻。 超級電容器與鋰離子電池的區(qū)別兩種電子器件的基礎知識。1. 超級電容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫雙電層電容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、電化學電容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板，

3、在極板上加電，正極板吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。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極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。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. 超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當外加電壓加到超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲正電荷，負極板存儲負電荷，在超級電容器的

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，這種正電荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個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）。在同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/（習慣上正極用嵌入或脫

5、嵌表示，而負極脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。 兩種電子器件的成本及應用方向成本比較:相符成本地，超級電容器價格比鉛酸電池高1倍，但壽命是電池10倍。超級電容器的應用方向:1、稅控機、稅控加油機、真空開關、智能表、遠程抄表系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)碼相機、掌上電腦、電子門鎖、程控交換機、無繩電話等的時鐘芯片、靜態(tài)隨機存貯器、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）作電磁閥的啟動電源3、太陽能警示燈，航標燈等太陽能產(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、電動玩具電動機、語音IC、LED發(fā)光器等小功率電器的驅動電源。超級

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能裝置,它具有功率密度大、容量大、使用壽命長、免維護、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點。6.電動汽車 快速啟動7.電力系統(tǒng) 電網(wǎng)改造 戶外開關8.風力發(fā)電 海上風機鋰離子電池的應用方向：主要有便攜式電子產(chǎn)品，電動交通工具，大型動力電源，一次性充電儲能領域等。兩種電子器件的優(yōu)劣：超級電容器的優(yōu)劣：優(yōu)點：在很小的體積下達到法拉級的電容量；無須特別的充電電路和控制放電電路；和電池相比過充、過放都不對其壽命構成負面影響；從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源；。缺點：如果使用不當會造成電解質泄漏等現(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; 能量密度高，其體積能量密度和質量能量密度分別可達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充電時容量可達標稱容量的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，隨著電解質和正極的改進，期望能拓寬到-40+70，低溫有可能拓展到-60。    對環(huán)境較為 “友好”，稱為綠色電池。    使用壽命長，100% DOD充放電可達900次以上 (圖1-3)3;當采用淺深度 (30%DOD)充放電時，循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過了5000次。缺點：  成本高，主要是正極材料LiCOO2 的價格高，隨著正極技術的不斷發(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；      必須有特殊的保護電路，以防止過充或過放；