储能分类及超级电容应用其特点

储能分类及超级电容应用其特点

       新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件，电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上。新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，市场机制、商业模式、标准体系成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，基本满足构建新型电力系统需求，全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。

一、超级电容组成

包含一个正极，一个负极，以及这两个电极之间的隔膜，电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。

超级电筒结构图

二、超级电容分类

级电容根据其储能原理可分为双电层电容、赝电容，以及混合电容。

1）双电层电容是利用电极界面处形成的双电层来储存电荷，使用高比表面积的多孔材料例如活性炭、石墨烯等可以大大增加双电层面积从而提升储能量，在充电过程中电极界面处会出现带相反电性的电荷层，目前双电层电解液基本上从无机电解液过渡到有机电解液，这极大地增加了超级电容的工作电压窗口。

2）赝电容和混合电容都用到了发生高度可逆的氧化还原反应的法拉第电极来存储电能，法拉第电极与双电层电极在相同电极面积下，其容量大大高于双电层电容，因此赝电容和混合电容都具有更高的能量密度，但同时其功率密度与循环寿命却小于双电层电容。由于混合电容除了一端是法拉第电极以外另一端为双电层电极，相当于中和了其两者的特点。

三、超级电容特点

总的来说超级电容与传统电容相比容量更大，内阻更低，寿命更长；与传统锂系电池相比，超级电容功率密度更大，寿命更长，相对而言受温度影响幅度小，使用方便免维护，非常适合作为短时间、大功率的间歇供电设备，例如在电动汽车上作为功率补偿器和能量回收装置。

1）体积小、容量大：相比同体积的电解电容而言，超级电容的电容量大许多倍。通常超级电容器的容量很容易超过1F，和一般的电容容量相比其范围扩大了3~4个数量级，单体超级电容目前的容量可达到42000F。

2）充放电寿命长：其充放电次数可达到50万次左右，超级电容器充放电是一种可以反复充、放电，且可循环的物理过程。

3）可提供很大的放电电流。

4）较强的充放电能力：可快速充电，也可大电流放电。超级电容可以在大电流下，数十秒或者数分钟内快速完成充电。

5）工作温度范围宽：超级电容正常工作温度范围为-40~+70℃，相反，若蓄电池在低温或者高温环境下将很难正常工作。

6）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源。

7）充放电回路简单：在标称电压下，其可以充电到任何电位，并且可以全部放电。无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护。

8）安全可靠性高：失效时相当于开路，而且过电压不会被击穿。

四、超级电容应用场景

目前超级电容应用比较广泛的领域是电动汽车、新能源风电、电网领域，超级电容能抵消新能源的间歇性等特点，应用潜力也巨大。