超级电容器能完全取代锂电池吗？

2022-4-9 16:25:16 9975 电容器锂电池

0 随着超级电容器应用范围越来越广，市场上很多客户都在咨询一个相同的问题“我的这个应用之前用的锂电池，现在能用超级电容器取代吗？” 那么，超级电容器和锂电池有哪些区别呢？超级电容器能取代锂电池吗？ 1 、能量密度：在应用方面，超级电容器和锂电池最大的区别是锂电池的能量密度高，电容器能量密度低。换言之，如果需要存储的能量相同，超级电容器的体积会是锂电池的十几倍甚至几十倍。在一些应用场景，体积问题就已经决定了不适合用超级电容器。例如一颗 3.6V 55mAH 的扣式锂电池为遥控器提供能量，该锂电池的可工作电压范围是 3.6V-2.75V 。如果用超级电容器来存储 55mAH 的能量，按照 3.6V-2.75V 的工作电压区间换算，至少需要 2 颗 2.7V 470F 的电容器单体串联使用（暂不考虑内阻等压降因素）。因为超级电容器的单体电压目前最高只能做到 3.0V ，故需要 2 颗串联使用， 2.7V 470F 的体积大约是φ 35*59mm ，故而一些对于空间有要求的应用场景，暂时无法用超级电容器取代锂电池。 2 、放电特性：在某些应用领域，负载需要大电流瞬间或短时间内工作（几秒或者几分钟），由于锂电池大电流放电会导致内部发热，有可能会造成永久性的损害，故此时需要选择超级电容器。超级电容器的放电电流可以从 uA~ 几百 A ，超强的大电流放电特性适用多种应用领域，例如为电机启动提供瞬间的功率补偿（瞬间电流可达几十 A 甚至几百 A ）。同时锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的，过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生，因此锂电池最怕过放电，一旦放电电压低于 2.7V ，将可能导致电池报废。而超级电容器理论上可以从额定电压放电至接近于 0V ，超宽的工作电压区间是锂电池远远不可比拟的。 3 、温度范围：锂电池的工作温度范围一般为 -30 ℃ ~+45 ℃，耐高温性不好，例如在车载行车记录仪的应用中，当夏季时车辆在太阳高温曝晒下，车内的温度甚至会达到 60 ℃以上，锂电池易引起自燃或爆炸等不安全因素。而超级电容具有宽温度工作范围可达 -40℃~85℃ ，应用各种高温场合是没有安全问题的，同时由于超级电容器内部是物理反应，故不会发生自燃或爆炸等情况。 4 、使用寿命：锂电池的循环充放电的寿命一般在 5000 次以上，而超级电容器的循环次数可达 50 万次以上，可以做到免维护，在使用寿命上超级电容器比锂电池具有更大的优势。综上所述，一般对于没有空间限制的应用领域中，超级电容器是完全可以替代锂电池使用，超宽的使用温度范围以及超长的使用寿命是大家青睐超级电容器的主要原因。若某些应用领域对于安装空间尺寸要求极为严格，目前超级电容器一般很难完全取代锂电池。 0
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