Diferenças e comparação entre supercapacitores e baterias de lítio

Definição de supercapacitores

Supercapacitores, também conhecidos como capacitores Farad. Um supercapacitor é um novo tipo de dispositivo de armazenamento de energia ecologicamente correto que fica entre capacitores tradicionais e baterias recarregáveis, com uma capacidade que varia de 0,1F a> 10000F Farads. Em comparação com os capacitores tradicionais, ele tem uma capacidade maior, energia mais alta, faixa de temperatura operacional mais ampla e vida útil extremamente longa. Comparado às baterias, tem maior densidade de potência e não polui o meio ambiente. Portanto, os supercapacitores são um dispositivo de armazenamento de energia eficiente, prático e ecológico. Os capacitores Farad têm uma capacidade muito maior do que os capacitores típicos. Devido à sua capacidade significativa, eles exibem características semelhantes às baterias e, portanto, às vezes são chamados de "baterias de capacitor". Os capacitores Farad pertencem à categoria de capacitores de camada dupla e são os capacitores de camada dupla de maior capacidade produzidos em massa no mundo. Seu princípio operacional básico é o mesmo que qualquer outro capacitor de camada dupla, utilizando uma estrutura de camada dupla composta de eletrodos porosos de carbono ativado e eletrólitos para atingir enormes capacidades.

Desde a sua invenção, os supercapacitores têm sido constantemente comparados às baterias tradicionais de lítio. Devido às suas vantagens significativas, como a capacidade de ser carregado e descarregado centenas de milhares de vezes e sua vida útil extremamente longa, é concebível que os supercapacitores possam substituir gradualmente as baterias tradicionais de lítio no futuro.

Comparação detalhada entre capacitores Farad e baterias de lítio tradicionais:

1. Princípio de funcionamento

Os supercapacitores e as baterias de lítio diferem em seus mecanismos de armazenamento de energia; os supercapacitores armazenam energia por meio do mecanismo de armazenamento de camada dupla, enquanto as baterias de lítio armazenam energia por meio de mecanismos de armazenamento de produtos químicos.

2. densidade de energia e densidade de energia

Em termos de densidade de potência, os supercapacitores podem atingir mais de 7 kW/kg, enquanto as baterias de lítio atingem apenas cerca de 1 kW/kg.

Do ponto de vista da densidade de energia, as baterias de lítio tradicionais têm uma ampla gama, de cerca de 100 wh/kg a 300 wh/kg. Em comparação, a faixa de densidade de energia dos supercapacitores é muito menor.

3. capacidade elétrica estocada

Os supercapacitores usam Farads (F) como sua unidade de capacidade, geralmente variando de 1F a 10000F.

As baterias de lítio tradicionais usam mAh como unidade de capacidade, geralmente variando de 1 mAh a 100 Ah.

4. Tempo de carregamento/descarregamento

Os capacitores Farad carregam/descarregam em milissegundos a segundos, enquanto as baterias de lítio tradicionais levam de 1 a 10 horas para carregar/descarregar. Os supercapacitores podem ser carregados em qualquer potencial dentro de sua faixa de tensão nominal e totalmente descarregados, enquanto as baterias operam dentro de uma faixa de tensão muito mais estreita devido à sua reação química, arriscando danos permanentes se superdescarregados.

5. Faixa de temperatura operacional

Os capacitores Farad podem normalmente operar em uma faixa de temperatura de-40 ° C a 85 ° C.

As baterias de lítio tradicionais funcionam em uma faixa de-20 ° C a 60 ° C. Baixas temperaturas podem causar danos quando totalmente descarregadas.

6. Métodos de carregamento

Os capacitores Farad carregam medindo uma tensão em seus terminais (semelhante às baterias).

As baterias de lítio tradicionais exigem regulação de corrente e tensão.

7. tensão Relação em Operação

Os capacitores Farad normalmente operam entre 2,3 V a 3,0 V por célula.

As baterias de lítio tradicionais operam entre 1,2 V a 4,2 V por célula.

8. Vida útil

Os capacitores Farad têm uma vida útil superior a 1.000.000 ciclos, enquanto as baterias de lítio tradicionais duram menos de 1.000 ciclos. Os supercapacitores geralmente têm uma vida útil muito mais longa do que as baterias de lítio, muitas vezes ultrapassando dez anos.

9. impacto ambiental

Os supercapacitores não poluem o ambiente durante a produção, uso ou desmontagem, tornando-os uma fonte de energia ecológica ideal. Em contraste, as baterias de lítio não são biodegradáveis e representam poluição ambiental severa.

Das diferenças acima e comparação entre supercapacitores e baterias tradicionais de lítio, podemos ver as vantagens dos supercapacitores. Não apenas agora, mas também no futuro, eles têm um vasto potencial em setores como automotivo, IoT e ferramentas elétricas.