超级电容器和超级电容器曾一度是成本较高的元件，但现在在同样昂贵的应用中得到了应用。然而，随着时间和技术的发展，它们已经成为一系列能源的经济替代品，尤其是电池。
超级收购
由于超级电容器能够储存更多的能量，在许多设计和应用中，它们正慢慢取代电池。虽然它们还不是电池技术的“死神”，但这些超级电容器已蓄势待发，最终将成为主流。那么，我们多久能期待大规模部署超级电容器来替代可充电电池和其他电池呢?
“超级电容器已经更换了电池，例如在小规模的能量收集应用，消费者和商业/工业设备中，以及风力涡轮机等大型安装，”销售和销售副总裁Peter Buckle说-xx Limited。
“随着环境问题的加剧，超级电容器将继续取代电池。超级电容器允许设计者通过处理汽车应用中的高充放电事件和便携式电子产品中的峰值负载均衡来减少应用所需电池的大小和数量。超级电容可以处理高功率，允许更大的电池设计和选择灵活性，”巴克尔解释说。
“在大多数情况下，UltraCapacitors并不是本身的设计，无法更换电池，因为它们具有比电池更低的能量密度。然而，存在快速充电和更高的当前需求需要电池的应用程序，“Ioxus销售副总裁Chad Hall说，Chad Hall说。
设计师们没有更换电池，而是选择将它们与超级电容配对，以实现更大数量的快速充电，这让用户可以快速充电。由于超级电容的高循环寿命，用户在产品的使用寿命内不需要更换储能源。LED灯就是一个很好的例子。”Hall说。
必须指出的是，超级电容器是动力设备(快速充放电)，而电池是能源设备(大储能容量)。与成本和体积相比，超级电容器只能存储一次电池或二次电池的一小部分能量。麦克斯韦技术公司(Maxwell Technologies)的首席技术官迈克尔•埃弗雷特(Michael Everett)说:“想一想，超级电容器(短跑运动员)可以用几秒到几分钟的电量，(马拉松运动员)可以用几分钟到几小时的电量。”
“因此，在需要更多能量输出的应用中，超级电容并不是电池的实际替代品。它们可以替代电池的应用需求小，工作寿命长，在极端温度下的可靠运行，以及快速充放电能力是首选。由于它们的互补性，集成超级电容和电池的解决方案正变得越来越普遍，”埃弗雷特说。
创新驱动采用
如果需要是发明的母亲，创新必须是父亲。虽然技术进步是显而易见的，但是这些日子的创新似乎更多地关注下价，在大多数情况下，任何技术都可以更加可行和可取的技术。在超级电视的情况下，我们询问过去三到五年内的哪种重要技术突破正在市场上在市场上发挥作用。
“在此期间，制造成本下降了几个数量级。这些成本的降低主要是由于活性炭电极材料的高效生产过程，该材料在超级电容器中存储和释放能量，流线型电池和多电池模块结构，以减少部件数量，促进大规模组装，与体积相关的材料成本降低。并极大地改进了电力电子，”埃弗雷特说。
“下一波技术改进可能将实现更高的稳定工作电压，这将通过V2的功能提高器件的能量密度。随着器件的稳定工作电压增加，可从同一设备增加的能量增加，“他说。
埃弗雷特说:“这不会使它们成为高能量应用电池的直接竞争对手，但它将使超级电容提供更长的高功率运行时间，与电池中由于更高的工作电压而增加的能量百分比成正比。”
“低等效串联电阻（ESR），导致高功率，使现代超级电容器能够满足峰值负荷，”扣。“来自电池的一个电极的混合超级电容器，另一个来自超级电容器的电极增加了能量而不会牺牲力量或生命。”此外，表面贴装技术将显着增加超级电容器在便携式电子产品中的使用，例如移动电话，扣票据。
霍尔说:“首次将超级电容应用于汽车启动/停止技术，是市场接受超级电容作为一项可行技术的转折点。”“这导致了该技术在其他市场的广泛应用，工程师们开始将超级电容视为设计中效率问题的解决方案。”这将导致更多市场进一步采用。”
这一切都在化学品中吗？
超级电容器和/或超级电容器主要是电解的，以化学为基础的组件，依靠一些物质来存储电荷。电解电容器通常依靠油、纸和其他材料来实现这一功能。但是什么是当今和未来最可行的化学物质或化学成分呢?
霍尔说:“目前，超级电容器的最佳化学成分是对称碳/碳电极和乙腈(an)电解液，因为这能以最低的价格提供最高的性能和循环寿命。”“其他的化学和结构正在被评估在许多层面，但传统超级电容器的低成本仍然排名较高的终端用户。”
“竞争化学物质每个都有他们的优势。储能中游戏的名称是价值主张：成本，体积，重量，操作环境范围和可靠性。这五个参数定义了任何能量存储技术的可行性，“Everett说。
“在这些领域，氮化镓基电解质化学与高表面积导电电极材料是主导因素。与任何其他电解质配方相比，使用AN电解质制成的设备的功率性能优越。这适用于整个温度范围，”埃弗雷特解释道。
“在-10°C至-40°C的范围内，含有AN电解质的超级电容的性能优于电池。电池不能在这个低温范围内工作。此外，与基于ann的器件相比，使用其他电解液配方制成的电容在-20°C及以下会受到严重的性能限制，并且具有更高的ESR(等效串联电阻)。”
“今天的两个主要超级电容器化学用途使用水性和有机电解质。有机电解质系统在功率方面具有较高的电池电压，高达2.75 V，并在串联配置中使用时由于其高功率和高能量来支配大型电池市场，“扣带。
“在水溶液中，水基系统拥有更便宜的原材料，通常能量更高，但功率更低。离子液体，不使用任何溶剂，提供了超级电容器化学的可能性，但尚未交付大众市场。混合化学物质既可以是水也可以是有机的，”巴克尔说。
“基于金属氧化物的有机和水基系统提供了很大的承诺，具有含水铅酸和氢氧化镍和有机锂离子系统，”他说。
尖端的例子
CAP-XX开发了一个超级电容器模块，可提供必要的起动电流，以在止动车辆中启动发动机，也称为怠速停止和微混合动力车辆（图1)．该模块有望减少电池的磨损，当车辆在交通中停车时，电池会关闭引擎，当司机松开刹车或启动齿轮时，电池会重新启动。
这款原型启停超级电容模块使用了六个该公司的超薄超级电容，峰值电流可达300 a，大约有六个DVD盒那么大。它的电容在14 V时为150 F, ESR为4.5 mΩ。
Ioxus iCAP系列超级电容器适用于坚固、大功率的交通运输、替代能源、医疗、工业和消费者应用，具有3000f的容量，并指定了最低ESR和最高功率密度的储能电池。图2)．
这些超级电容器实现了Ioxus所说的最大负载周期和最长寿命，因为温度上升最小。除了2.7 v工作电压，他们还提供可焊接的双内螺纹端子，大直径端子，以及用于螺栓或焊接连接的单端子设计。
麦克斯韦还提供3000-F组件，2.7 v Boostcap MC3000电源电池(图3)．它们具有2.7 v的工作电压，低RC时间常数，超低内阻，工作温度范围从-40°C到65°C，超过100万个占空比，螺纹端子或可焊接后版本。该公司还在其模块化组件中使用这些电池。
