超级电容器的应用

高的容量和功率密度是电化学超级电容器所具有的独特优点，因此它的应用前景在很多方面也受到极为广泛的关注，主要表现在以下几个方面。

1. 在电子电路和小型电器方面的应用

目前国内的大多数超级电容商品大都被使用在电子器件中，例如用来作为后备电源或滤波用低压低频电容元件等存储设备中。在目前生活中的多数电子器件中都会有存储元件，内存的后备电源则通常采用电容器来充当。

小型用电器的电源采用超级电容的例子也很多。例如采用超级电容作为电动玩具的电源，在短短的一两分钟内就可以完成充电这一过程，而后就可以很快地重新投入使用，并且其工作的循环寿命也很长，与采用普通电池作为电源相比较来说，要合算很多。除此以外，超级电容还可以替代电池用在如照相机、数字钟表、录音机、便携式电脑等。据相关报道称俄罗斯现已拥有用超级电容器作为电源的电动助力车。

2. 可以输出较大的功率

超级电容最突出的特点是能够在短时间内输出较大的功率。例如应用在汽车上和摩托车上的铅酸蓄电池，要想在几秒内达到几十至上千安培的大电流，而实际工作中相当大部分的能量都没能成功地利用上，在北方的冬天，利用这种蓄电池的汽车启动是相当困难的。铅酸电池的使用寿命是有限的，而废弃后的电池也会污染环境。若能采用超级电容来替代电池，就能避免以上提及的缺点。变电站常采用铅酸电池作为能源，用直流屏来控制闸的开合，就是想在极短时间内获得很大的输出功率，若采用电容来替代铅酸电池，则可以在很大程度上延长直流屏的使用寿命，进而节约了工程用成本。超级电容在这方面应用的市场前景是不可估量的。

3. 可以与二次电池混合联用

将电化学超级电容与二次电池联用作为电动汽车的动力系统，目前在世界的研究领域已得到了较为活跃的关注。例如一辆2t重的汽车，若要顺利完成启动、加速、爬坡等一系列过程，采用150k W功率的发动机来启动，而当它用28km/h的速度运行时，仅用原始功率的1/30便可达到要求，若要换用蓄电池作为电源来驱动同样的汽车，这要求电池在较短的时间内能够提供较高的功率，这样势必会在很大程度上降低电池的有效使用寿命，而且很可能造成大量能量的浪费。如果将电化学超级电容与二次电池联用来驱动系统，只要采用一个几十公斤重的超级电容器，再加上一个几千瓦的蓄电池，就可以在短时间内达到较大的输出功率，可以用于汽车的启动、加速、爬坡和长时间的运行等。因此大家公认，将超大容量电容器与二次电池联用作为电动汽车的驱动系统，是目前解决驱动问题的最好方案。

超级电容器因其有较大的容量、较好的电压记忆特性、小的体积、高的可靠性、长的使用寿命、高的比功率以及能量、充电时间短、工作温度范围广等特点，能够作为太阳能产品的工作电源来替代电池;也可替代电池作为马达应用在电子电动玩具中。超级电容器正是人们寻求的一种新兴的理想环保的并能提供超大功率强度的物理二次电源，现今已在实际生活中得到了应用。由黑龙江省科委组织、哈尔滨工业大学和巨龙集团共同研制的超级电容电动公交车(图5-35)，可容纳50名乘客，采用直流电机，最高速度为20km/h，额定功率为60 k W，峰值功率为90k W，电容总数为600个，工作电压为160～320V，电容组总重量为1.8t，充电时间为12～15min。2004年7月，在我国上海张江，用超级电容驱动的示范电动公交车已运行了几年。

图5-35 哈尔滨工业大学研制的超级电容电动公交车