超級(jí)電容分類

　　其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。

　　突出優(yōu)點(diǎn)是功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬，是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種。

　　根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理的不同可以分為以下兩類：

　　雙電層電容：是在電極/溶液界面通過電子或離子的定向排列造成電荷的對(duì)峙而產(chǎn)生的。對(duì)一個(gè)電極/溶液體系，會(huì)在電子導(dǎo)電的電極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層。當(dāng)在兩個(gè)電極上施加電場(chǎng)后，溶液中的陰、陽(yáng)離子分別向正、負(fù)電極遷移，在電極表面形成雙電層;撤消電場(chǎng)后，電極上的正負(fù)電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負(fù)極間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差。這時(shí)對(duì)某一電極而言，會(huì)在一定距離內(nèi)(分散層)產(chǎn)生與電極上的電荷等量的異性離子電荷，使其保持電中性;當(dāng)將兩極與外電路連通時(shí)，電極上的電荷遷移而在外電路中產(chǎn)生電流，溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性，這便是雙電層電容的充放電原理。

　　法拉第準(zhǔn)電容：其理論模型是由Conway首先提出，是在電極表面和近表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸脫附和氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。對(duì)于法拉第準(zhǔn)電容，其儲(chǔ)存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲(chǔ)，而且包括電解液離子與電極活性物質(zhì)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。當(dāng)電解液中的離子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場(chǎng)的作用下由溶液中擴(kuò)散到電極/溶液界面時(shí)，會(huì)通過界面上的氧化還原反應(yīng)而進(jìn)入到電極表面活性氧化物的體相中，從而使得大量的電荷被存儲(chǔ)在電極中。放電時(shí)，這些進(jìn)入氧化物中的離子又會(huì)通過以上氧化還原反應(yīng)的逆反應(yīng)重新返回到電解液中，同時(shí)所存儲(chǔ)的電荷通過外電路而釋放出來，這就是法拉第準(zhǔn)電容的充放電機(jī)理。

　　超級(jí)電容突出特點(diǎn)

　　(1)充電速度快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;

　　(2)循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;

　　(3)大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%;

　　(4)功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍;

　　(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源;

　　(6)充放電線路簡(jiǎn)單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù);

　　(7)超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃;

　　(8)檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出;

　　(9)容量范圍通常0.1F--1000F 。

　　單位介紹

　　法拉(farad)，簡(jiǎn)稱“法”，符號(hào)是F

　　1法拉是電容存儲(chǔ)1庫(kù)侖電量時(shí)，兩極板間電勢(shì)差是1伏特1F=1C/1V

　　1庫(kù)侖是1A電流在1s內(nèi)輸運(yùn)的電量，即1C=1A·S。

　　1庫(kù)侖=1安培·秒

　　1法拉=1安培·秒/伏特

　　電瓶(蓄電池)12伏14安時(shí)的放電量=14*3600*1/12=4200 法拉(F)，(注：12伏14安時(shí)電瓶是由2v14安時(shí)6塊串聯(lián)來的，如果改成6快并聯(lián)，就等于2v84安時(shí)，轉(zhuǎn)換為1v就是168安時(shí))。地球的電容值僅有1-2F左右。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　很小的體積下達(dá)到法拉級(jí)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(duì)其壽命構(gòu)成負(fù)面影響;

　　從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源;

　　超級(jí)電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題;

　　缺點(diǎn)

　　如果使用不當(dāng)會(huì)造成電解質(zhì)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;

　　超級(jí)電容超級(jí)所在

　　超級(jí)電容器之所以稱之為“超級(jí)”的原因：

　　超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。

　　超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量，用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。

　　傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng)，有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。

　　超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結(jié)構(gòu)允許其面積達(dá)到2000m2/g，通過一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離(<10 ?)和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。

　　龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級(jí)”所在。

　　超級(jí)電容放電控制

　　控制超級(jí)電容器的放電：超級(jí)電容器的電阻阻礙其快速放電，超級(jí)電容器的時(shí)間常數(shù)τ在1~2s，完全給阻-容式電路放電大約需要5τ，也就是說如果短路放電大約需要5~10s。(由于電極的特殊結(jié)構(gòu)它們實(shí)際上得花上數(shù)個(gè)小時(shí)才能將殘留的電荷完全放干凈)

　　放電的控制時(shí)間：

　　超級(jí)電容器可以快速充放電，峰值電流僅受其內(nèi)阻限制，甚至短路也不是致命的。實(shí)際上決定于電容器單體大小，對(duì)于匹配負(fù)載，小單體可放10A，大單體可放1000A。另一放電率的限制條件是熱，反復(fù)地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高，最終導(dǎo)致斷路。

　　超級(jí)電容使用注意

　　1、超級(jí)電容器具有固定的極性。使用前應(yīng)確認(rèn)極性。

　　2、應(yīng)在標(biāo)稱電壓下使用。 當(dāng)電容器電壓超過標(biāo)稱電壓時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致電解液分解，同時(shí)電容器會(huì)發(fā)熱，容量下降，而且內(nèi)阻增加，壽命縮短，在某些情況下，可導(dǎo)致電容器性能崩潰。

　　3、不可應(yīng)用于高頻率充放電的電路中。高頻率的快速充放電會(huì)導(dǎo)致電容器內(nèi)部發(fā)熱，容量衰減，內(nèi)阻增加，在某些情況下會(huì)導(dǎo)致電容器性能崩潰。

　　4、外部環(huán)境溫度對(duì)使用壽命有著重要影響。電容器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源。

　　5、被用做后備電源時(shí)的電壓降。由于超級(jí)電容器具有內(nèi)阻較大的特點(diǎn)，在放電的瞬間存在電壓降ΔV=IR。

　　6、不可處于相對(duì)濕度大于85%或含有有毒氣體的場(chǎng)所。這些環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致引線及電容器殼體腐蝕，導(dǎo)致斷路。

　　7、不能置于高溫、高濕的環(huán)境中。應(yīng)在溫度-30+50℃、相對(duì)濕度小于60%的環(huán)境下儲(chǔ)存，避免溫度驟升驟降，否則會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。

　　8、用于雙面電路板上時(shí)連接處不可經(jīng)過電容器可觸及的地方。由于超級(jí)電容器的安裝方式，會(huì)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。

　　9、當(dāng)把電容器焊接在線路板上，不可將電容器殼體接觸到線路板上。否則焊接物會(huì)滲入至電容器穿線孔內(nèi)，對(duì)電容器性能產(chǎn)生影響。

　　10、安裝超級(jí)電容器后，不可強(qiáng)行傾斜或扭動(dòng)電容器。否則會(huì)導(dǎo)致電容器引線松動(dòng)，導(dǎo)致性能劣化。

　　11、在焊接過程中避免使電容器過熱。若在焊接中使電容器出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，會(huì)降低電容器的使用壽命，例如：如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板，焊接過程應(yīng)為260℃，時(shí)間不超過5s。

　　12、在電容器經(jīng)過焊接后，線路板及電容器需要經(jīng)過清洗。因?yàn)槟承╇s質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致電容器短路。

　　13、將電容器串聯(lián)使用。由于工藝原因，單極超級(jí)電容器的額定工作電壓一般在2.8V左右，所以大多情況下必須串聯(lián)使用，由于串聯(lián)回路每個(gè)單體容量很難保證100%相同，也很難保證每個(gè)單體漏電也相同，這樣就會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)回路的每個(gè)單體充電電壓不同，可能會(huì)導(dǎo)致電容器過壓損壞，因此，超級(jí)電容器串聯(lián)必須附加均壓電路。當(dāng)超級(jí)電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí)，存在單體間的電壓均衡問題，單純的串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致某個(gè)或幾個(gè)單體電容器過壓，從而損壞這些電容器，整體性能受到影響，故在電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí)，需得到廠家的技術(shù)支持。

　　超級(jí)電容選擇標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于超級(jí)電容的選擇，功率要求、放電時(shí)間及系統(tǒng)電壓變化起決定作用。超級(jí)電容器的輸出電壓降由兩部分組成，一部分是超級(jí)電容器釋放能量;另一部分是由于超級(jí)電容器內(nèi)阻引起。兩部分誰(shuí)占主要取決于時(shí)間，在非?？斓拿}沖中，內(nèi)阻部分占主要的，相反在長(zhǎng)時(shí)間放電中，容性部分占主要。

　　參數(shù)選擇

　　以下基本參數(shù)決定選擇的電容器的大?。?超級(jí)電容器模塊 1、 最高工作電壓;

　　2、 工作截止電壓;

　　3、 平均放電電流;

　　4、 放電時(shí)間多長(zhǎng)。

　　超級(jí)電容器和電池的選擇方法

　　超級(jí)電容與電池比較有如下特性：

　　a.超低串聯(lián)等效電阻(LOW ESR)，功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數(shù)十倍以上，適合大電流放電，(一枚4.7F電容能釋放瞬間電流18A以上)。

　　b. 超長(zhǎng)壽命，充放電大于50萬次，是Li-Ion電池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd電池的1000倍，如果對(duì)超級(jí)電容每天充放電20次，連續(xù)使用可達(dá)68年。

　　c. 可以大電流充電，充放電時(shí)間短，對(duì)充電電路要求簡(jiǎn)單，無記憶效應(yīng)。

　　d. 免維護(hù)，可密封。

　　e.溫度范圍寬-40℃～+70℃，一般電池是-20℃～60℃。

　　f.超級(jí)電容可以串并聯(lián)組成成超級(jí)電容模組，可耐壓儲(chǔ)存更高容量。

　　具體選擇方法：

　　超級(jí)電容器不同于電池，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時(shí)將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲(chǔ)結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。

　　超級(jí)電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。

　　超級(jí)電容器的荷電狀態(tài)(SOC)與電壓構(gòu)成簡(jiǎn)單的函數(shù)，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復(fù)雜的換算。

　　超級(jí)電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量，電池與其體積相當(dāng)?shù)某?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。在一些功率決定能量存儲(chǔ)器件尺寸的應(yīng)用中，超級(jí)電容器是一種更好的途徑。

　　超級(jí)電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。

　　超級(jí)電容器可以快速充電而電池快速充電則會(huì)受到損害。

　　超級(jí)電容器可以反復(fù)循環(huán)數(shù)十萬次，而電池壽命僅幾百個(gè)循環(huán)。

　　超級(jí)電容前景分析

　　嘗試實(shí)例

　　先驅(qū)EEStor公司勇于挑戰(zhàn)卻慘遭敗北

　　盡管超級(jí)電容器已發(fā)展多年，但實(shí)際生產(chǎn)廠家的數(shù)量卻少得可憐。一部分廠商面對(duì)超級(jí)電容器技術(shù)上發(fā)育不完全的現(xiàn)狀，不敢輕易投資，采取觀望策略，期待市場(chǎng)能出現(xiàn)一個(gè)涉足此領(lǐng)域并獲得成功的例子。另外一部分廠商則堅(jiān)信，只要超級(jí)電容器的生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)大幅下降，僅以當(dāng)前它的快速充放電特性，就可實(shí)現(xiàn)快速普及。美國(guó)超級(jí)電容器生產(chǎn)商EEStor就屬于后者。

　　上世紀(jì)90年代，美國(guó)超級(jí)電容器生產(chǎn)商EEStor為改變超級(jí)電容器的市場(chǎng)現(xiàn)狀，曾用好幾年的時(shí)間將大量財(cái)力物力投向如何提高超級(jí)電容能量密度的研發(fā)上，期望能通過自身技術(shù)讓超級(jí)電容器在生產(chǎn)和應(yīng)用方面上升到一個(gè)新的臺(tái)階。當(dāng)時(shí)EEStor爭(zhēng)取到了巨額的研發(fā)資金，還與電動(dòng)汽車電機(jī)提供商ZENN公司達(dá)成了戰(zhàn)略合作。然而，多名參與此項(xiàng)研究的科學(xué)家最后得出了令人遺憾的結(jié)論：我們很想打破超級(jí)電容器的市場(chǎng)僵局，但現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。世界超級(jí)電容器先驅(qū)之一——EEStor，在領(lǐng)域內(nèi)建立的里程碑式研發(fā)項(xiàng)目最終以失敗告終。

　　發(fā)展機(jī)遇

　　盡管超級(jí)電容器的制作成本每年都在以低于10%的比例減少，但這項(xiàng)技術(shù)依然不能在運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集方面擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。相比電池領(lǐng)域，超級(jí)電容器的技術(shù)過于落后，想要縮小兩者在研發(fā)方面的差距，首要任務(wù)應(yīng)解決如下問題：

　　增加超級(jí)電容器生產(chǎn)廠商數(shù)量，通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的手段刺激相關(guān)技術(shù)的研發(fā);

　　擴(kuò)大高比功率超級(jí)電容器的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)突破百萬件的年生產(chǎn)量;

　　將超級(jí)電容器當(dāng)前的制造成本降低50%;

　　擬定一個(gè)超級(jí)電容器可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，主要針對(duì)更高效電極材料的探索。

　　要達(dá)到上述目標(biāo)需要廠商對(duì)超級(jí)電容器市場(chǎng)有一個(gè)逐年上升的投資力度，主要用于在設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)兩方面。與此同時(shí)，政府?dāng)U大資金和技術(shù)支持也將起到至關(guān)重要的作用。

　　超級(jí)電容器的主要研究國(guó)為中、日、韓、法、德、加、美。從制造規(guī)模和技術(shù)水平來看，亞洲暫時(shí)領(lǐng)先。

　　市場(chǎng)狀況

　　尷尬現(xiàn)狀

　　超級(jí)電容器的研發(fā)工作一直籠罩在電池(主要為鎳氫電池、鋰電池)的陰影之下。鎳氫電池和鋰電池的開發(fā)因?yàn)榭梢垣@得來自政府和大投資商的巨額資金支持，技術(shù)交流獲得極大推動(dòng)，也更容易聚焦全世界的目光。相比之下，超級(jí)電容器卻很難得到雄厚的資金支持，技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展也就受到很大程度地制約。另外，超級(jí)電容器成本高、能量密度低的現(xiàn)狀也與鋰電池形成鮮明對(duì)比，這使它在很多領(lǐng)域備受冷落，在實(shí)際應(yīng)用上卻總被電池取代。然而，超級(jí)電容器在技術(shù)上一旦取得突破，將可對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的推動(dòng)力。

　　中國(guó)國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r

　　2010年上海世博會(huì)中穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的36輛超級(jí)電容客車吸引了眾多觀光者的眼球。中國(guó)國(guó)內(nèi)從事大容量超級(jí)電容器研發(fā)的廠家共有50多家，然而，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實(shí)用化水平的廠家不到20家。國(guó)內(nèi)廠商大多生產(chǎn)液體雙電層電容器，重要企業(yè)有錦州凱美能源(原錦州富辰、錦州錦容)、北京集星電子、上海奧威等十多家。錦州凱美能源是國(guó)內(nèi)最大的超級(jí)電容器專業(yè)生產(chǎn)廠，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級(jí)電容器。北京集星可生產(chǎn)卷繞型和大型電容器，而上海奧威產(chǎn)品多集中在車用超級(jí)電容器上。

　　從各廠商的產(chǎn)品來看，核心企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)并不直接，因?yàn)闆]有完全重復(fù)的，競(jìng)爭(zhēng)也只是局限于一個(gè)領(lǐng)域范圍內(nèi)的。上海奧威、凱美、集星電子等幾家企業(yè)仍將占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)絕大的份額，細(xì)分市場(chǎng)上各企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將更加明顯?？偟脕碚f，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不會(huì)太激烈。

　　基于中國(guó)消費(fèi)電子近些年來的驚人增長(zhǎng)表現(xiàn)，預(yù)計(jì)幾年內(nèi)中國(guó)紐扣型超級(jí)電容器有望保持30%以上的平均增長(zhǎng)率，卷繞型和大型超級(jí)電容器則有可能保持50%以上的平均增長(zhǎng)率。2013年我國(guó)超級(jí)電容器的整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到79億元。[1]

　　最新開發(fā)

　　電池與超級(jí)電容器各有利弊，為了集兩者的優(yōu)點(diǎn)于一身，工程師們?cè)噲D發(fā)明兩者的混合體--“超級(jí)電池”(battery-ultracapacitor)。工程師們的首要任務(wù)是要攻克高能量密度這一關(guān)口，因?yàn)橐坏┙鉀Q了這一難題，超級(jí)電池就可替代高成本、大功率超級(jí)電容器在運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集方面的應(yīng)用。美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員2013年3月宣布發(fā)明了一種以石墨烯為基礎(chǔ)的微型超級(jí)電容器，這種電容器用僅有一個(gè)原子厚度的碳層制成，其充電和放電的速度比標(biāo)準(zhǔn)電池快百倍甚至千倍。制造這種超級(jí)電容器并不需要高精尖的設(shè)備器械，一臺(tái)普通的DVD刻錄機(jī)就可以完成整個(gè)生產(chǎn)過程。研究小組就表示，使用這種技術(shù) ，他們利用廉價(jià)材料在一個(gè)光盤上制造100多個(gè)微型超級(jí)電池，只花費(fèi)了不到半個(gè)小時(shí)的時(shí)間。

　　澳科學(xué)家發(fā)明“超級(jí)電容”新材料

　　2013年7月1日澳大利亞國(guó)立大學(xué)發(fā)布消息說，該?？茖W(xué)家發(fā)明了一種能儲(chǔ)存更多電能、損耗更小的絕緣材料，可用于制造“超級(jí)電容”，在可再生能源、電動(dòng)汽車、國(guó)防及航空航天等領(lǐng)域具有很高應(yīng)用價(jià)值。

　　超級(jí)電容應(yīng)用產(chǎn)品

　　汽車領(lǐng)域

　　在汽車工業(yè)中，智能啟停控制系統(tǒng)(輕型混合動(dòng)力系統(tǒng))的應(yīng)用為超級(jí)電容器提供了廣闊的舞臺(tái)，在插電式混合動(dòng)力汽車上的表現(xiàn)尤為突出。[2] 由于電動(dòng)汽車頻繁啟動(dòng)和停車，使得蓄電池的放電過程變化很大。在正常行駛時(shí)，電動(dòng)汽車從蓄電池中汲取的平均功率相當(dāng)?shù)?，而加速和爬坡時(shí)的峰值又相當(dāng)高。在現(xiàn)有的電動(dòng)汽車電池技術(shù)條件下，蓄電池必須在比能量和比功率以及比功率和循環(huán)壽命之間做出平衡，而難以在一套能源系統(tǒng)上同時(shí)追求高比能量、高比功率和長(zhǎng)壽命。為了解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程與加速爬坡性能之間的矛盾，可以考慮采用兩套能源系統(tǒng)，其中由主能源提高最佳的續(xù)駛里程，而由輔助能源在加速和爬坡時(shí)提供短時(shí)的輔助動(dòng)力。輔助能源系統(tǒng)的能量可以直接取自主能源，也可以在電動(dòng)汽車剎車或下坡時(shí)回收可再生的動(dòng)能，選用超級(jí)電容做輔助能。短期內(nèi)，超級(jí)電容極低的比能量使其不可能被單獨(dú)用作電動(dòng)汽車能源系統(tǒng)，但用做輔助能量源具有顯著優(yōu)點(diǎn)。在電動(dòng)汽車上使用的最佳組合為電池-超級(jí)電容混合能量系統(tǒng)，對(duì)電池的比能量和比功率要求分開。超級(jí)電容具有負(fù)載均衡作用，電池的放電電流減少使用電池的可利用能量、使用壽命得到顯著提高;與電池相比，超級(jí)電容可以迅速高效地吸收電動(dòng)汽車制動(dòng)產(chǎn)生的再生動(dòng)能。超級(jí)電容的早和均衡和能量回收作用使車輛的續(xù)駛里程得到極大的提高。但系統(tǒng)要對(duì)電池、超級(jí)電容、電動(dòng)機(jī)和功率逆變器等做綜合控制和優(yōu)化匹配，功率變換器及其控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)用充分考慮電動(dòng)機(jī)和超級(jí)電容之間的匹配。

　　其他領(lǐng)域

　　超級(jí)電容器三十多年的發(fā)展歷程中微型超級(jí)電容器已經(jīng)在小型機(jī)械設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，例如電腦內(nèi)存系統(tǒng)、照相機(jī)、音頻設(shè)備和間歇性用電的輔助設(shè)施。而大尺寸的柱狀超級(jí)電容器則多被用于汽車領(lǐng)域和自然能源采集上。就未來十年的發(fā)展而言，超級(jí)電容器將是運(yùn)輸行業(yè)和自然能源采集的重要組成部分。

　　大尺寸超級(jí)電容器(125伏)可用在火車和地鐵的剎車制動(dòng)系統(tǒng)上，亦可為物料搬運(yùn)工程車提供能量輸出;中等尺寸超級(jí)電容器(75伏)可用在太陽(yáng)能能量收集方面，因?yàn)槠渚邆淇稍诟邷叵鹿ぷ鞯奶匦?48V超級(jí)電容器應(yīng)用于汽車;小尺寸超級(jí)電容器(2.7伏之內(nèi))則對(duì)通訊設(shè)施的持續(xù)供電和電腦內(nèi)存系統(tǒng)儲(chǔ)存后備電源等有極大貢獻(xiàn)。

　　超級(jí)電容器的低阻抗對(duì)于當(dāng)今許多高功率應(yīng)用是必不可少的。對(duì)于快速充放電，超級(jí)電容器小的ESR意味著更大的功率輸出，幾秒鐘充電，幾分鐘放電。例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具;

　　在UPS系統(tǒng)中，超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出，作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充;

　　當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持;

　　小電流，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放電，例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源;

　　瞬時(shí)功率脈沖應(yīng)用，重要存儲(chǔ)、記憶系統(tǒng)的短時(shí)間功率支持。

　　在自然能源采集領(lǐng)域里，風(fēng)力發(fā)電工作流程離不開液壓系統(tǒng)或電池。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的扇葉每次停下時(shí)，內(nèi)部的渦輪機(jī)就會(huì)將扇葉調(diào)整到指定位置，這個(gè)過程在風(fēng)力發(fā)電中被稱為變漿距控制系統(tǒng)，運(yùn)作過程中所需的電能由液壓系統(tǒng)或電池來提供。對(duì)于電池來說，間歇性工作強(qiáng)度大，再加上常年的負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致自身使用壽命大打折扣。為此每隔幾年就會(huì)對(duì)每一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行一次“高空作業(yè)”，電池的維修和更換也是一筆不小的費(fèi)用。大功率超級(jí)電容器利用其充放電快，循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以代替電池勝任此工作，雖然前期投入成本高，但是相比頻繁維護(hù)和更換電池，費(fèi)用還更低廉一些，同時(shí)還可降低工作強(qiáng)度?，F(xiàn)在來說超級(jí)電容器還沒有作為炙手可熱的輔助設(shè)備滲透進(jìn)這個(gè)能量網(wǎng)絡(luò)。