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2)使用寿命长。超级电容的能量存储机制是高度可逆的过 程,这个过程只移动电荷和离子,而不会制造或破坏化学键,因此充放电循环次数可以达到数十万次。小循环充放电和深度循环充放电都不会损害超级电容的性能,使得超级电容的使用较为灵活。此外,超级电容容易存储,长时间放置不会对其性能造成影响。
3)温度范围广。由于超级电容无需借助化学反应就可以工作,因此能在极大的温度范围内运作。超级电容能在-40℃~+65℃内 正常工作。
4)环境友好。超级电容使用的材料都是无环境污染的,在工 作过程中也不会产生有毒有害物质。
5)维护保养容易。超级电容基本上不需要保养,没有存储效 能,不存在放电过量的情况,能够在任何额定电压或低于额定电压的情况下工作。
6)状态监控容易。由于在电容内储存能量只是电容和电压 的功能,而且电容相对恒定,因此单程开放电路电压测量就可以确定荷电状态。
7)延长其他能源的使用寿命。像电池、专业发动机以及燃料 电池这类能源在瞬态情况下表现不是很好。对一些元件来说,瞬态过程会极大缩短元件的使用寿命。结合超级电容和这些能源的使用,可从主要的能源中空载很多此类瞬态值。
超级电容的缺点:
1)能量密度低。超级电容的能量密度为1~10Wh/kg,为锂电池的1/10。
2)端电压变化较大。超级电容的端电压在充放电过程中不 断变化,因此需要在储能元件和负荷之间安装调压装置才能保 持负荷侧电压稳定,这使得储能系统的成本增加。
3)价格昂贵,超级电容单体的价格为锂电池的数十倍。
2锂电池技术
2.1锂电池的结构
锂电池是一种可充电电池,它主要依靠Li+离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。其原理图如图2所示。
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