超级电容器：备用电源解决方案

需要瞬时备用电源的应用的增多促使对超级电容器的需求增加。超级电容器(supercapacitor，也称为ultracapacitor)，是具有比常规电容器存储更多能量的能力的电化学电容器。超级电容器可以比电池更快的充电和提供能量。图1比较了常规电容器、超级电容器、常规电池和燃料电池的功率和能量密度。

图1：不同能量存储设备的能量与功率密度

超级电容器的显着优点是其在老化之前可以循环数千次，而电池则只能循环数百次。此外，与图2所示的电池相比，超级电容器具有深度放电的能力。然而，由于电解质的分解电压，大多数超级电容器的最大额定值为2.7V-3V。图2比较了超级电容器和电池的充电/放电曲线。

图 2：超级电容器和电池的充电/放电循环

超级电容器的最新发展已经引入可充电至较高电压(高达4V)的锂离子混合电容器，该电容器自放电较少，因此具有较高的能量密度。这些超级电容器的缺点是不能放电到低于约2.2V，否则将被损坏。

超级电容器的组成使得它们的自放电率明显高于电池。超级电容器的工作温度越高，充电的电压越高，老化越快;超级电容器的电容会减小，等效串联电阻(ESR)增加。这意味着超级电容器可以为应用提供的能量减少。超级电容器的能量可以用公式1表示：