超级电容器和电池的差别？【钜大锂电】

什么是超级电容器？

超级电容器（Supercapacitors，ultracapacitor），又名电化学电容器（ElectrochemicalCapacitors），双电层电容器（ElectricalDouble-LayerCapacitor）、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，重要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器相同，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。

如何辨别超级电容器是双电层原理的还是电化学原理的还就是电池。

在市场上，超级电容器的概念很混乱，因此有必要掌握鉴别各类超级电容器的基本能力。

首先，要清楚什么是超级电容器。既然称之为电容器，就应该是物理过程存储电荷，而不是依靠电化学过程存储电荷。在这个基本概念下，纯双电层原理的超级电容器是真正的电容器；电化学电容器是否可以称为电容器则要分析。电化学超级电容器应分为两类，假如是一双电层原理占重要电荷（或能量）存储的可以称之为超级电容器，一般这种超级电容器的能量密度不会比双电层效应的超级电容器大多少，因此，这种超级电容器几乎没有实际意义；第二类的电化学超级电容器的电荷存储是一电化学原理占重要成分，双电层原理所占的电荷仅仅是一小部分。这种超级电容器实际上应成为电容电池，一进部署一电容器范畴，在实际上，蓄电池里或多或少也存在双电层效应，是否将锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池液归类于超级电容器中，结果是否定的。因此，假如电化学效应明显的超过了双电层效应，也称之为超级电容器就显得喧宾夺主了。那么称之为赝电容或准电容倒是有些恰如其分。

接下来的问题就是如何鉴别超级是电容器还是电池、是双电层原理的超级电容器还是电化学电容器、是有机体系超级电容器还是水系超电容器还是有机体系超级电容器。

超级电容器与电池的鉴别

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首先，双电层原理的超级电容器的充放电过程中没有电化学过程。因此，超级电容器的电压可以释放到零，所以双电层超级电容器在存储过程中超级电容器两端是短接的，也就是说在不用时不希望超级电容器带有电荷或电压。而蓄电池的电压是不允许释放到零的也不允许正、负电极短接的，这样会造成短路并损坏电池。因此，仅仅从平时的两个电极是否短接就可以简单的判别出来。当然，用是否可以放电到零作为区分超级电容器和电池的方法也是行之有效的；第二，从理论上讲由于超级电容器的两个电极是对称的，因此允许反向电压工作，而蓄电池决不允许也不可能反向电压工作；第三，双电层原理的超级电容器的充电过程的电压与电荷之间的关系是线性关系，而电池的电压与电荷之间的关系不是线性关系。

假如是电化学超级电容器与蓄电池之间的鉴别要比双电层原理的超级电容器与蓄电池之间的鉴别困难一些。其原因是，电化学超级电容器与蓄电池的原理是相同的，所不同的是电化学超级电容器的还有一部分双电层效应作为储能的一部分，假如没有这一点就从本质上不属于超级电容器；假如要区分电化学超级电容器与蓄电池，可以从能量密度入手。即电化学超级电容器的储能远低于蓄电池。因此从放电能力的比较是可以区分出电化学电容器和蓄电池的。

双电层超级电容器与电化学超级电容器的鉴别

由于电化学超级电容器的特性与蓄电池非常相像，区鉴别双电层超级电容器和电化学超级电容器的方法与双电层超级电容器与蓄电池的鉴别方法相同，即双电层超级电容器可以将电压释放到零，而电化学超级电容器不允许将端电压释放到零；也可以利用双电层原理超级电容器ESR远低于电化学超级电容器来鉴别是双电层超级电容器还是电化学超级电容器；第三种方法，由于电化学超级电容器在充放电过程中存在电化学反应，相应的能量存储与释放比双电层超级电容器高。因此，电化学超级电容器的等效法拉数大于双电层超级电容器。可以从法拉数区分电化学超级电容器与双电层超级电容器。

水系与有机体系超级电容器的鉴别

水系超级电容器和有机体系超级电容器的鉴别很简单。水系超级电容器的额定电压与有机体系超级电容器不是一个电压等级，有机体系超级电容器的额定电压在2.3~2.7V之间，而水超级电容器则为1.6V以下。关于单体超级电容器来说，仅从其额定电压值就可以区分有机体系超级电容器和水系超级电容器。由于有机体系超级电容器的能量密度高于水系超级电容器，从能量密度角度也可以区分有机体系超级电容器还是水系超级电容器。如水系超级电容器的体积通常比较大，重量比较重。

在封装形式方面，小容量的有机体系超级电容器的封装类似于电级电容器或扣式电池，而水系超级电容器则没有类似地级电容器那样的封装形式。在ESR方面双电层原理的水系超级电容器的ESR低于有机体系超级电容器，因此水系双电层原理的超级电容器放电电流高于有机体系。