超導(dǎo)體的差異

超級(jí)電容器是一種電化學(xué)電容器，其能量密度比傳統(tǒng)電容器大一個(gè)數(shù)量級(jí)。在單位體積的電容器中儲(chǔ)存的能量被稱(chēng)為能量密度。能量密度的計(jì)量方式為基于體積的（每單位體積）每升瓦特小時(shí) (Wh/l)。

相比電池，超級(jí)電容器具有較低內(nèi)阻，這意味著可實(shí)現(xiàn)高功率（圖1）。功率密度是指能量輸送到負(fù)載/從負(fù)載吸收能量的速度。

圖 1：超級(jí)電容器的最大功率

超級(jí)電容器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是充電和放電速度快。這些設(shè)備通過(guò)吸收和釋放離子來(lái)實(shí)現(xiàn)充電和放電。這是由于超級(jí)電容器的內(nèi)部串聯(lián)電阻較低，可在不損壞零件的情況下實(shí)現(xiàn)大電流充放電。

超級(jí)電容器的兩個(gè)主要缺點(diǎn)是每個(gè)電池的電壓較低，以及不適合交流和高頻電路。根據(jù)超級(jí)電容器的材料成分，電池電壓負(fù)載可從 2.1 V 到 4 V。但典型值為 2.7 V。如果應(yīng)用需要更高的電壓，那么必須串聯(lián)多個(gè)電池。

由于時(shí)間常數(shù)問(wèn)題，超級(jí)電容設(shè)備不是特別適合交流和高頻電路。對(duì)于超級(jí)電容器，RC 時(shí)間常數(shù)具有不同的含義，與普通電容器中所指的過(guò)濾器不同。

利用 RC 時(shí)間常數(shù)的一種方式是作為電容器充放電所需時(shí)間的計(jì)量單位。這些時(shí)間對(duì)于使用電容器來(lái)儲(chǔ)存能量的電源和能源應(yīng)用來(lái)說(shuō)很重要。傳統(tǒng)電容器的 RC 時(shí)間常數(shù)大致為數(shù)微秒到數(shù)十微秒。相反，超級(jí)電容器的 RC 時(shí)間常數(shù)大約為 1 秒。這個(gè)響應(yīng)時(shí)間更慢是因?yàn)殡娙莞螅ǚɡ?/font>

不過(guò)，電容更大讓超級(jí)電容器十分適合儲(chǔ)存能量。相比其他儲(chǔ)能設(shè)備—如電池—超級(jí)電容器的速度非常快。這使得它們十分適合需要儲(chǔ)存和釋放快速激增能量的應(yīng)用，如再生制動(dòng)。

“曾經(jīng)，電容器的‘能量?jī)?chǔ)存’能力相比電池來(lái)說(shuō)微乎其微，從來(lái)沒(méi)有認(rèn)真考慮過(guò)將其作為電池的替代品，”Synopsys 科學(xué)家 Jamil Kawa 說(shuō)道。.“超級(jí)電容器大大提高了單位體積的能量?jī)?chǔ)存能力。它尚未達(dá)到電池或燃料電池的儲(chǔ)能能力，但考慮到它有一些優(yōu)于電池的特性，因此競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)與電池十分接近。”

電池長(zhǎng)期以來(lái)一直都是能量?jī)?chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)。它們?cè)趺磿?huì)被電容器打敗？就算是‘超級(jí)’電容器也不太可能吧？首先，電池在幾百或上千次循環(huán)之后變會(huì)失去充電能力。但是，在實(shí)際使用中，電容器具有無(wú)限的充放電循環(huán)壽命。