为什么不用电容做电池

“充电30秒，行驶5公里”的超级电容公交车，你坐过吗？

超级电容公交车，不难理解，它的动力来源是超级电容。电容是常见的电路元器件之一，多用于滤波、去耦等。但现在电容竟然能驱动一辆车？！简直颠覆所有人的认知！

确实，普通电容很难做到，但是超级电容可以！超级电容凭着快速充电、大容量等优点，开创出电容驱动汽车的先河。据悉，每辆超级电容公交车底部都装有超级电容，而站台则被改造成带有充电桩的充电站。由于充电时间仅需30秒，所以公交车在每次停站上下客的时间内充电，就可以使车维持运行5公里。

那么问题来了，相比于普通电容，超级电容的容量为什么那么大？

一、 容量王者——超级电容

超级电容是一种通过极化电解质来储能的一种电化学元件，又名电化学电容，双电层电容器。和其它同样体积大小的电容相比，超级电容容量要大很多，普通电容容量为微法级，而超级电容容量达到法拉级。因此，超级电容被誉为“容量王者”、“黄金电容”。

超级电容实物图

二、 为什么超级电容的容量能够这么大？

首先搞明白电容容量是由什么决定？电容中储存的电能来源于两块极板上积累的电荷，电容容量的大小与两极板的正对面积和距离有关。

计算电容容量的公式为：

C=εS/4πkd

ε是介电常数，S是电容两极板的正对面积，d是电容两极板之间的距离(即介质厚度)。

由以上公式可知，两极板的正对面积越大，电容容量越大；两极板间的距离越小，电容容量越大。所以，若想获得较大的电容量，储存更多的能量，必须增大面积S或减少极板距离d，但对于普通电容而言，空间十分有限，一般体积都不大，所以普通电容的储电量有限。

普通电容结构

但超级电容不一样，超级电容属于双电层电容器，它采用活性炭材料制作成多孔电极，同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液，以获得超大的容量。

当在超级电容两端施加电压时，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层，相当于两个电容器串联，由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积(即获得了极大的电极面积S)，而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm(获得了极小的介质厚度d)！

超级电容充电过程

根据前面的计算公式可以看出，这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多，巨大的表面积加上电荷间极小的距离，使得超级电容具有很大的容量，比容量可以提高100倍以上，从而使单位重量的电容量可达100F/g。超级电容单体的容量可从1法拉至几千法拉不等。

三、 前景广阔！超级电容4大应用场景

除了容量大，超级电容还具有多种优势，包括瞬时打开、快速充电等能力，不需要太复杂的充电电路等，因此被应用在多个领域中。

1、公共交通工具/电动汽车

由于采用了特殊的工艺，超级电容的等效电阻很低，电容量大且内阻小。使得超级电容可以有很高的尖峰电流，因此具有很高的比功率，高达蓄电池的50～100倍，可达到10kW/kg左右，这个特点使超级电容非常适合于短时大功率的应用场合，比如电动汽车。

超级电容和其他储能元件组成的复合电源系统兼顾了其他储能元件的高比能量和超级电容的高比功率的优点，可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求，并能提高电动车制动能量的回收效率。增加续驶里程。目前，超级电容可以和蓄电池、燃料电池、飞轮电池等组成复合电源系统。在纯电动车和混合动力电动车上采用超级电容一蓄电池复合电源系统，将是电动车领域未来发展的重要方向之一。

2、风力发电

风力发电是当前发展最快的可再生能源发电技术。但是,风能是一种随机变化的能源，风速变会导致风电机组输出功率的波动，对电网的电能质量产生影响。因此，研究并网风电场的输出功率调节成为风力发电技术中的重要问题。附加储能设备既可以调节无功功率、稳定风电场母线电压，又能在较宽范围内调节有功功率，是当前的一个研究热点。

随着制造技术的发展，超级电容器的能量密度有了很大提高，在一些短时电力储能场合已经进入了商业化应用阶段。利用超级电容器存储能量，平抑风电场输出功率重要频段的风电波动具有良好的应用前景。

3、微网/电网

网运行中，针对总发电容量小于总负荷需求，同时因外部故障而进入孤岛运行时，为了保护重要负荷必须切除次要负荷，如果外部故障为瞬时性故障，则在短时间内微网又会因瞬时故障消失而重合到主网，并重启次要负荷。从供电稳定性和经济性的角度来看，对次要负荷不利，因此在外部故障后，可以采用超级电容器向孤岛运行的微网提供短时功率缺额，维持所有负荷并等待故障修复。

4、建筑/电梯节能

我国建筑物的能耗约占全国总能耗的28%左右。其中电梯的用电量仅次于空调，远高于照明、供水等的用电量，电梯的能耗已经引起业界高度重视，因此电梯的节能具有非常重要的现实意义。

因此研究开发高效能的电机拖动系统，是电梯节能的关键。能量回馈型节能电梯已有较为成熟的技术，但因其价格因素以及对电网的影响，推广尚有一定难度。超级电容器与直流母线直接相连吸收回馈能量超级电容器直接与变频器的直流母线连接。超级电容在大功率电器电子产品尤其是电梯产品中具有良好的应用效果和优势，其应用前景无可限量。

结语

近年来，超级电容器的技术发展迅速，其电极材料从活性炭也不断更新迭代，发展为碳纳米管和石墨烯等新型碳纳米材料体系；器件的结构由原先的对称型不断朝着非对称和电池、电容混合型等多体系发展；器件的形态也从刚性、不透明向着柔性、透明化发展。科技改变未来，相信超级电容的出现与发展，将会持续不断地革新现代工业技术，改变我们生活的世界。

凤农王2224电容器可用来做电池吗电容器能储存电荷,那它能用来做电池吗 -
霍爽薇17882361541 ______[答案] 有用作储能的,但是自放电太厉害,3天就没了 法拉电容,很早以前就用在电子上 但是电池比他便宜10倍,而且自放电低几百倍 有超级电容车,利用电容作为电源的 电容,充放电快,电磁炮,加速器,都使用其作为能源池

凤农王2224电容和电池有什么本质区别? -
霍爽薇17882361541 ______ 电容器是用来储存电荷的,蓄电池是用来储存电能的.两者的原理用处均不同.电容器一般用在一些电器中,具有通过交流电,阻碍直流电或者通过高频交流电,阻碍低频交流电的用途.发射、接收电磁波时也要用到它.蓄电池就是用来储存电能的,比如手机,笔记本电脑等都要用到蓄电池.电容器储存电荷就是将电荷堆积在电容器里,充放电也都是瞬间的.蓄电池储存电能是将电能转化为化学能,使用时又将化学能转化为电能.蓄电池涉及到能量的转化,而电容器没有.蓄电池不能代替电容器.因为电容器充放电是瞬间的,而蓄电池做不到.对于发射电磁波的电容器,每秒钟充放电成千上万次,频率是很高的,没有哪个蓄电池能做到每秒钟充放电这么多次.

凤农王2224电源为什么不是储存电核的装置? 电容器和电池有和区别? 电容能当作电源用吗? -
霍爽薇17882361541 ______ 一楼错了. 电源是提供电动势的装置.电池不会产生电荷只会使电荷定向移动产生电流.电容器是储存电荷的装置,一般容量有限放电速度也快.随着科技的发展电容也可以当电池使用,如日本正在研究使用大量电容驱动的汽车.

凤农王2224超级电容器能做电池使用吗 和电池的根本区别在哪里?? -
霍爽薇17882361541 ______ 可以,但是要使超级电容的容量和电池那么大,需要很多个超级电容组合,成本将大增.

凤农王2224为什么有的单相电机不要电容 -
霍爽薇17882361541 ______ 有些吹风机里面的电机是直流的,交流电通过桥式整流得到直流电供给电机.而有的小电机是通过线圈的偏转来带动电机,不超过几十瓦,比如鼓风机.还有的是通过弹簧的回弹来纠正转向的,比如小吊扇.

凤农王2224为什么电动工具里230v的用电容,而120v的就可以不用电容 -
霍爽薇17882361541 ______ 电动工具上的电容,是单相电动机的启动作用.120V的不用原因可能是用的电动机是串极电机,不是异步电机,用碳刷换相,不用电容器.智旭电子为你解答,我们致力于陶瓷电容器,安规电容器(X电容及Y 电容),压敏电阻器专项研发,薄膜电容器生产和销售.

凤农王2224在做实验时为什么要在电池的正极接个电阻再接个电容然后再接到负极,为什么不直接电容. -
霍爽薇17882361541 ______ 保护电容,避免电容器被击穿.

凤农王2224为何大功率的电动机不用电容 -
霍爽薇17882361541 ______ 1,单相电机的运行绕组,只能产生脉动磁场——对应于电机定子任何一点的电磁场,都只能在该点作包括极性方向变化与幅度的变化.亦即,无法形成旋转磁场. [三相电源则不同,可以产生旋转磁场.] 2,而电容绕组,在空间上,与运行绕...

凤农王2224看别人修手机,有的电容短路了为什么可以直接不装?
霍爽薇17882361541 ______ 感谢邀请,手机上面的贴片电容,有的是储能电容,有的是滤波的,而这种电路中,会有一个备份电路,或者说在同一个线路中会有多个相同功能的电容器存在,那么一旦有一个坏了,直接扣掉没事,因为它还有另外的一个电容作为补充.不是说每一个都电容掉了就可以不装,分地方的,有些地方不行,掉了一个就会引起不开机的.你像手机中,因为某种原因造成,主板短路,那么基本上都是,电池主供电部分出的问题,通俗来讲就是电池直接输出的3.7v-4.2v电压部分出的问题,采用直接烧板的方式找到那个发热严重的电容,直接用尖锐的工具扣掉就可以啦.因为这个线路中很多电容都是相同的功能,掉一两个无所谓

凤农王2224为什么发电机发的电,不用投入电容?负载上基本都是感性的用电器 -
霍爽薇17882361541 ______ 当前电力供应紧张,电力系统难于解决供需矛盾.这样就造成了对小型发电机需求量的 大大增加,而在市场上很难买到7kW以下的同步发电机.由三相鼠笼异步电动机和电容器组成的电容发电机,因其具有一机两用,结构简单、坚固耐用、维...