钜大LARGE | 点击量：5407次 | 2021年04月19日
超级电容与锂离子电池有什么差别？超级电容与锂离子电池的比较
定性认知
首先从储能性质的角度看，锂离子电池的能量转化依赖化学反应，属于化学电源；而超级电容的能量转化则是通过电场变化实现的，属于物理电源。正是由于储能性质上的差异使得锂离子电池和超级电容在具体的特性上有了巨大的差异。超级电容由于不依赖化学反应实现能量转化，因此充电速率更快、内阻更小、可循环次数更多、受温度影响也小、安全性高；另一方面超级电容也因此有着能量存储更不稳定（自放电大）、能量密度低的特性。从下图看超级电容在能量密度和功率密度上是正好介于普通电容和蓄电池之间的储能器件。
所以假如做一个形象的比喻，锂离子电池像是一台饮水机，大容量却出水慢。超级电容就像是一个杯水，一口就能干杯。
定量认知
1.容量及电压范围
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
锂离子电池的容量一般用Ah表示，常见的动力锂电池一般在2~100Ah的区间内。超级电容的容量一般用F表示，常见的型号一般在300F~5000F的区间。所以若要进行容量比较则要转换到同一单位上，则用Q=1/2*C*V来计算。如下图的3V/3000F的超级电容为1.25Ah（3.75wh）。
锂离子电池的工作电压范围一般在2.5V~4.2V之间，无论出现过充或是过放都将导致电池的不可逆损伤，甚至引发安全问题。超级电容的工作电压范围一般在0V~3V之间，所以不存在过放的情况。
2.能量/功率密度
锂离子电池的能量密度一般在100~300wh/kg范围，而超级电容仅仅只有5~30wh/kg，因此超级电容并不适合能量型应用领域。但是在功率密度上电池一般在1kw/kg的水平，而超级电容可达7kw/kg以上。
3.寿命
寿命可以分为循环寿命和日历寿命两部分来比较。日历寿命两者差异不大，都可以达到10年以上的水平。在循环寿命方面一般的锂离子电池在500~3000周（钛酸锂可达1万周）。而超级电容可以做到循环10万周容量衰减仅10%。
4.自放电
锂离子电池关于化学能的存储稳定较强，所以有着较好的容量保持能力，一般情况下月容量损失都可以控制在3%以内。而超级电容的漏电流较大，在mA级别，仅一天的容量损失都可能超过3%。
5.工作环境温度影响
锂离子电池工作温度范围一般在-30~60℃的范围，但当电池处于0℃以下时对电池进行充电，则可能引起析锂现象，导致电池不可逆的损伤。而超级电容对温度有着较好的适应性，无论是充放电都可以在-40~65℃的范围内工作。
6.电压曲线
锂离子电池在充放电过程中有着S型的电压变化曲线，而超级电容的SOC和电压基本呈现良好的线性关系
当然上面仅仅是比较了锂离子电池和超级电容的技术参数，在实际应用中经济性也是必要的考察目标，目前超级电容每Ah的价格可能是锂离子电池的10多倍。但另一方面锂离子电池的产业化程度和规模效应显著优于超级电容，根据第一性原理，超级电容在成本上拉近与锂离子电池的差距是完全有可能的，关键还是在于能否再其短板上（如能量密度、自放电特性）取得突破。
