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超級電容器和電池,到底該如何選擇!

文章出處:新聞動態 責任編輯:東莞市平尚電子科技有限公司 發表時間:2023-02-03
  
    電池和超級電容器因其通常都被應用為儲能元器件,而被經常拿來一起比較,但在儲能的關鍵參數、電池管理系統等方面存在的諸多差異,帶來了應用上的更多選擇。

超級電容器 VS 電池在儲能應用上的關鍵參數有何不同?

充放電:
      超級電容器在充放電過程中基本不發生化學反應,不使用重金屬,且這種儲能過程是可逆的。正因如此,超級電容器的一個主要特性就是其充電能力沒有實際限制,可以反復充放電數十萬次,循環壽命長、更加環保清潔。

      電池儲能更多是化學反應的過程,相比基于電容器的靜電儲能,有著更高的能量密度。但在目前的電池化學中,鋰和鉛酸類型的電池壽命只能持續幾年,并且隨著化學反應以及操作和存儲條件的變化,會快速衰退。




工作溫度:

      電池很容易因工作溫度波動而影響到其正常運行。電池典型的工作溫度范圍為 -20 至 +40 ℃,但容易發生熱失控,從而使得效率降低,甚至可能帶來極大的安全隱患。

      超級電容器的內阻通常更小,因此以熱的形式浪費的能量也非常小。超級電容器基本不會發生化學反應,也大大減小了發生熱失控的可能。種種原因使得超級電容器的工作溫度范圍更廣,能達到 -40 至 +70 ℃ ( 85 ) ,并且擁有更好的熱穩定性和效率,可以提高電子產品的安全性和可靠性。

功率密度:

      功率密度直接關系到儲能技術的充放電倍率和放電時間。從充放電能力來看,超級電容器可選擇恒定電流等多種充電方式,并且因其高于電池數倍的功率密度,它們的充電率也更高,可以在分秒之間完成充放電,而電池則需要花費數小時。

電池管理系統:

      電池管理系統(BMS)對于確保正確的充電和放電至關重要。這些系統通過監測、控制和優化電池溫度、電壓、電流、充電狀態等來實現這一目標。近年來電池技術越發復雜,應用也越來越廣,對安全的要求越來越嚴格(特別是圍繞汽車應用),相應地對電池管理系統的要求也水漲船高。

      超級電容器模組技術固有的穩定性,大大減輕了管理系統的復雜程度。超級電容器模組可以預裝平衡電路,與 BMS 不同,它們不需要外部控制或監測,使其應用更加簡單,成本也更低,克服了充電壽命的限制。

超級電容器 VS 電池什么時候選擇誰?

    既然超級電容器和電池各有優點,在實際應用中,我們可以根據對儲能的需求選擇其一,甚至組合。

物聯網終端設備:




      高功率密度、小尺寸能量存儲,可以滿足物聯網終端設備數量增長帶來的需求。

      超級電容器壽命是電池的約 2-4 倍,幾乎沒有熱失控風險,符合物聯網節點運行壽命要求(2-10 年)。

數據中心與工業廠房:



      超級電容器高質量、長壽命及環保的特點,適合數據中心、工業廠房、醫療等任務關鍵型活動的備用電源應用。

      對比電池,超級電容器磨損小,無熱失控,電池管理系統 BMS 更簡單。

電子通訊設備:


      超級電容器可用作單一能量存儲,或與電池技術組成混合儲能系統,可以實現 1+1>2。

      超級電容器可為電子通訊中,比如移動電話等許多需要短脈沖功率的應用,提供穩定可靠的電源


新能源汽車:


      超級電容器的大功率輸出、能接受大電流充放電等特性,結合蓄電池的高能量密度特性,可以更好地滿足電動汽車對儲能的嚴苛要求。

      兩者結合可以滿足電動汽車內部系統的各種功率需求,分擔鋰電池功率輸出,改善電動汽車壽命,提高效率并節能。

      長遠來看,超級電容器和電池依舊因其各自的優勢在不同領域發光發熱,對它們的選擇最終還要根據客戶的實際需求來決定,但不可否認的是,超級電容器的出現及快速發展,解決了當前一些應用中遇到的困境。平尚科技提供多種針對特定應用場合的定制化超級電容器解決方案,產品包括扣式、圓柱體型單體、大型單體、混合型、模組和模組系統,為各行各業日益復雜的儲能需求提供更多的選擇。

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