電池和超級電容器因其通常都被應(yīng)用為儲能元器件,而被經(jīng)常拿來一起比較,但在儲能的關(guān)鍵參數(shù)、電池管理系統(tǒng)等方面存在的諸多差異,帶來了應(yīng)用上的選擇“此”而不選擇“彼”,甚至是“兩者都要”。

超級電容器VS電池在儲能應(yīng)用上的關(guān)鍵參數(shù)有何不同?

01充放電

超級電容器在充放電過程中基本不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不使用重金屬,且這種儲能過程是可逆的。正因如此,超級電容器的一個主要特性就是其充電能力沒有實際限制,可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次,循環(huán)壽命長、更加環(huán)保清潔。

電池儲能更多是化學(xué)反應(yīng)的過程,相比基于電容器的靜電儲能,有著更高的能量密度。但在目前的電池化學(xué)中,鋰和鉛酸類型的電池壽命只能持續(xù)幾年,并且隨著化學(xué)反應(yīng)以及操作和存儲條件的變化,會快速衰退。

02工作溫度

電池很容易因工作溫度波動而影響到其正常運行。電池典型的工作溫度范圍為 -20至+40℃,但容易發(fā)生熱失控,從而使得效率降低,甚至可能帶來極大的安全隱患。

超級電容器的內(nèi)阻通常更小,因此以熱的形式浪費的能量也非常小。超級電容器基本不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也大大減小了發(fā)生熱失控的可能。種種原因使得超級電容器的工作溫度范圍更廣,能達(dá)到-40至 +70℃(85),并且擁有更好的熱穩(wěn)定性和效率,可以提高電子產(chǎn)品的安全性和可靠性。

03功率密度

功率密度直接關(guān)系到儲能技術(shù)的充放電倍率和放電時間。從充放電能力來看,超級電容器可選擇恒定電流等多種充電方式,并且因其高于電池數(shù)倍的功率密度,它們的充電率也更高,可以在分秒之間完成充放電,而電池則需要花費數(shù)小時。

04電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)(BMS)對于確保正確的充電和放電至關(guān)重要。這些系統(tǒng)通過監(jiān)測、控制和優(yōu)化電池溫度、電壓、電流、充電狀態(tài)等來實現(xiàn)這一目標(biāo)。近年來電池技術(shù)越發(fā)復(fù)雜,應(yīng)用也越來越廣,對安全的要求越來越嚴(yán)格(特別是圍繞汽車應(yīng)用),相應(yīng)地對電池管理系統(tǒng)的要求也水漲船高。

超級電容器模組技術(shù)固有的穩(wěn)定性,大大減輕了管理系統(tǒng)的復(fù)雜程度。超級電容器模組可以預(yù)裝平衡電路,與 BMS 不同,它們不需要外部控制或監(jiān)測,使其應(yīng)用更加簡單,成本也更低,克服了充電壽命的限制。

超級電容器VS電池什么時候選擇誰?

既然超級電容器和電池各有優(yōu)點,在實際應(yīng)用中,我們可以根據(jù)對儲能的需求選擇其一,甚至組合。

01 物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備

●   高功率密度、小尺寸能量存儲,可以滿足物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備數(shù)量增長帶來的需求。

●   超級電容器壽命是電池的約 2-4 倍,幾乎沒有熱失控風(fēng)險,符合物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點運行壽命要求(2-10 年)。

02 數(shù)據(jù)中心與工業(yè)廠房

●   超級電容器高質(zhì)量、長壽命及環(huán)保的特點,適合數(shù)據(jù)中心、工業(yè)廠房、醫(yī)療等任務(wù)關(guān)鍵型活動的備用電源應(yīng)用。

●   對比電池,超級電容器磨損小,無熱失控,電池管理系統(tǒng) BMS 更簡單。

03 電子通訊設(shè)備

●   超級電容器可用作單一能量存儲,或與電池技術(shù)組成混合儲能系統(tǒng),可以實現(xiàn) 1+1>2。

●   超級電容器可為電子通訊中,比如移動電話等許多需要短脈沖功率的應(yīng)用,提供穩(wěn)定可靠的電源。

05 新能源汽車

●   超級電容器的大功率輸出、能接受大電流充放電等特性,結(jié)合蓄電池的高能量密度特性,可以更好地滿足電動汽車對儲能的嚴(yán)苛要求。

●   兩者結(jié)合可以滿足電動汽車內(nèi)部系統(tǒng)的各種功率需求,分擔(dān)鋰電池功率輸出,改善電動汽車壽命,提高效率并節(jié)能。

長遠(yuǎn)來看,超級電容器和電池依舊因其各自的優(yōu)勢在不同領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱,對它們的選擇最終還要根據(jù)客戶的實際需求來決定,但不可否認(rèn)的是,超級電容器的出現(xiàn)及快速發(fā)展,解決了當(dāng)前一些應(yīng)用中遇到的困境。伊頓提供多種針對特定應(yīng)用場合的定制化超級電容器解決方案,產(chǎn)品包括扣式、圓柱體型單體、大型單體、混合型、模組和模組系統(tǒng),為各行各業(yè)日益復(fù)雜的儲能需求提供更多的選擇。

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