超級電容器是什么?超級電容器的作用?超級電容器的工作原理?

　　超級電容器(Supercapacitor)也叫電化學(xué)電容器(Electrochemical Capacitor)，是一種高容量、高功率密度的電容器，它能夠在短時間內(nèi)存儲大量的電荷，并且可以循環(huán)充放電數(shù)百萬次以上，相對于傳統(tǒng)的電化學(xué)電池和普通電容器來說，具有更長的壽命和更高的能量密度。超級電容器通常使用電極材料、電解液和隔膜等材料構(gòu)成，其中電極材料常用的有活性炭、碳纖維、金屬氧化物等。

　　超級電容器通常被用來儲存能量和提供高電流脈沖，其應(yīng)用范圍包括汽車電子、電力電子、儲能系統(tǒng)、無線通信、醫(yī)療設(shè)備、消費電子等領(lǐng)域。例如，超級電容器可以作為汽車啟動器電池的補充，幫助發(fā)動機快速啟動;它也可以作為儲能設(shè)備，用于平衡太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機等不穩(wěn)定能源的輸出;在醫(yī)療設(shè)備中，超級電容器可以提供短暫但高強度的電源輸出，用于醫(yī)療儀器的正常運行。

　　超級電容器的工作原理與普通電容器相似，通過在兩個電極之間儲存電荷來存儲能量。不同之處在于超級電容器的電極表面積非常大，因此它可以存儲更多的電荷，并且具有更高的能量密度和功率密度。此外，超級電容器的電荷存儲機制與電化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，因此它可以實現(xiàn)更高的循環(huán)壽命和更高的能量效率。

　　超級電容器具有以下幾個主要作用：

　　儲能：超級電容器能夠在短時間內(nèi)存儲大量的電荷，可以用于儲存電能。與傳統(tǒng)電池相比，超級電容器具有更高的功率密度和更長的壽命。

　　提供瞬時高電流：超級電容器可以在短時間內(nèi)釋放大量的電荷，從而提供瞬時高電流。這種能力使得超級電容器廣泛應(yīng)用于需要短時間內(nèi)釋放高電流的領(lǐng)域，如汽車啟動器電池的補充、電動工具、醫(yī)療設(shè)備等。

　　能量回收：超級電容器能夠回收和存儲一些能量，例如電梯的制動能量、電動汽車的制動能量等。這種能量回收可以提高能源利用率，減少能源浪費。

　　平衡能量輸出：在一些能源系統(tǒng)中，能量的輸出不是穩(wěn)定的，超級電容器可以用來平衡能量的輸出，使能量的輸出更加平穩(wěn)。

　　供電備份：超級電容器可以作為備用電源，在主電源失效時提供臨時供電，保證設(shè)備的正常運行。

　　超級電容器的工作原理基于電荷分離和儲存的原理。它由兩個導(dǎo)體之間的電介質(zhì)隔開，這個電介質(zhì)可以是空氣、氧化鋁、氧化鋯、聚丙烯等。

　　當(dāng)超級電容器的兩個電極之間施加電壓時，電荷開始從一個電極向電介質(zhì)中的對應(yīng)電極遷移，而不是像電池一樣通過化學(xué)反應(yīng)來儲存電荷。因為電荷儲存在電介質(zhì)表面上，所以儲存電荷的密度比電池高得多。

　　當(dāng)需要釋放電荷時，超級電容器中的電荷可以通過導(dǎo)體流回到另一個電極上，這樣就可以產(chǎn)生電流。超級電容器可以在非常短的時間內(nèi)釋放大量電荷，因此它可以用于需要短時間內(nèi)釋放高電流的應(yīng)用。

　　與傳統(tǒng)電池相比，超級電容器的壽命更長，可充放電次數(shù)更多，而且能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。超級電容器的儲能密度相對較低，因此需要占用更大的空間來儲存相同的能量。