一則新聞

民國 100 年 9 月 1 日，天津市人民政府在天津大禮堂召開高能鎳碳超級電容器產品新聞發布會宣布研製成功，產品由中國工程院周國泰院士團隊研發，定名『高能鎳碳超級電容器』。

何謂電容器？

左起：積層陶瓷電容、圓板形陶瓷電容、 積層形聚酯電容、管形陶瓷電容、 聚苯乙烯電容(軸向、圓板形)、 金屬化膜聚酯電容、電解電容。

電容器（Capacitor）是兩金屬板之間存在絕緣介質的一種電路元件。其單位為法拉，符號為（F）。電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量，二導體所帶的電荷大小相等，但符號相反。電容器包括二個電極，二個電極儲存的電荷大小相等，符號相反。電極本身是導體，二個電極之間由稱為絕緣體（或稱為介電質）Dielectric，絕緣金屬隔開。這種金屬片通常用的是鋁片或是鋁箔，若用氧化鋁來做介質的就是電解電容器。普通用在電容器的介質是空氣、雲母、紙、油。電荷會儲存在電極表面，靠近介電質的部份。由於二個電極儲存的電荷大小相等，符號相反，因此電容器中始終保持為電中性。當電荷在電極上累積，在兩電極之間會產生電場，大小和所累積的電荷成正比，電場會在電容器的兩電極造成電位差V = E·d。

超級電容器

超級電容器

超級電容器也叫法拉電容、黃金電容，是基於極板／電解液雙電層理論發展起來的一類新型儲能元件，具有超大的法拉級電容量。超級電容器的基本類型是利用雙電層原理制成的電容器，它是超級電容器中最重要的一種類型。它和一般電容器不同，一般電容器是靠電解質極化能力取得電容量的，而雙電層電容器是靠固體和固體，或液體和固體界面處存在的正負雙電層來取得容量的。雙電層電容器的電容量取決於界面雙電層電荷，這種電荷不同於電解質的極化電荷。因此，雙電層電容器的工作原理完全不同於用氧化物介電質作儲電材料的電解電容及陶瓷電容等普通電容器，它的靜電容量可達到幾法拉到上百法拉，成為一種介於電容和電池之間的新型電子元件。

超級電容與電池比較

1. 尺寸小，電容量大。比電容極高，儲能密度大，易於實現超小型化，適合小型與便攜式機器使用。
2. 超寬的溫度適用範圍。通常可以達到 -40℃ ～ 85℃，而二次電池使用溫度一般僅為 0℃ ～ 40℃。
3. 大電流充放電性能優越，功率密度（Power Density）是鋰離子電池的數十倍以上，適合大電流放電（一枚 4.7F 電容能釋放瞬間電流 18A 以上為水表控制電機閥或電磁閥的可靠開啟提供了保障）。
4. 充放電時間短，充電電路簡單，無需限流和充放電控制回路，無記憶效應。二次電池受充放電電流限制，充電時間長，一般需幾小時到十幾小時，而雙電層電容器不受充電電流限制，可快速充電，幾秒到幾十秒即可充滿。
5. 電壓保持特性良好，漏電流極小。
6. 超長壽命，充放電大於 50 萬次，是 Li-Ion 電池的 500 倍，是 Ni-MH 和 Ni-Cd 電池的 1000 倍，如果對超級電容每天充放電 20 次，連續使用可達 68 年。
7. 原材料容易獲取，生產成本低
8. 免維護，可密封。　
9. 溫度範圍寬 -40℃ ～ ＋70℃，一般電池是 -20℃ ～ 60℃。　

超級電容（法拉電容）器，廣泛應用於智能“三表”、稅控機、太陽能燈、玩具、電磁閥、LED顯示屏、電動車、混合動力車、汽車音響、電動工具、風力發電、工業UPS、峰值功率補償、直流屏等設備上。

高能鎳碳超級電容器

是基於鎳碳等新材料的高效率電容，將活性碳材料引入鎳氫電池負極，使普通超級電容器與電池結合為一體，它的研製成功實現了中國大陸在純電動車動力電源研究的突破。

後語

今年真是中國大陸突飛猛進的一年。

參考連結

高能鎳碳超級電容器誕生記
電容器
超級電容器將取代傳統電池?
彈性、透明的超級電容器
電池級雙電層超級電容器
多孔聚合物是一種威力強大的超級電容
高能鎳碳超級電容器
微孔聚合物制備極強超電容器
萊斯大學研究新型超級電容儲能設備可存儲更多電量