什么是電容儲(chǔ)能，有哪些機(jī)理類型？

電容儲(chǔ)能是指利用電容器的儲(chǔ)存電能的技術(shù)。目前電容儲(chǔ)能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)，風(fēng)光發(fā)電儲(chǔ)能，電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，脈沖電源等。

根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理的不同，電容儲(chǔ)能可以分為以下兩類

1、雙電層電容雙電層電容是在電極/溶液界面通過(guò)電子或離子的定向排列造成電荷的對(duì)峙而產(chǎn)生的。對(duì)一個(gè)電極/溶液體系，會(huì)在電子導(dǎo)電的電極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層。當(dāng)在兩個(gè)電極上施加電場(chǎng)后，溶液中的陰、陽(yáng)離子分別向正、負(fù)電極遷移，在電極表面形成雙電層；撤消電場(chǎng)后，電極上的正負(fù)電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負(fù)極間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差。

2、法拉第準(zhǔn)電容是在電極表面和近表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸脫附和氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。對(duì)于法拉第準(zhǔn)電容，其儲(chǔ)存電荷的過(guò)程不僅包括雙電層上的存儲(chǔ)，而且包括電解液離子與電極活性物質(zhì)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。

電容儲(chǔ)能的其主要形式為超級(jí)電容儲(chǔ)能，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置主要由超級(jí)電容組和雙向DC/DC變換器以及相應(yīng)的控制電路組成。其技術(shù)核心在于超級(jí)電容器組內(nèi)部的均壓拓?fù)浜涂刂撇呗砸约半p向DC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略。

超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能器件，它相比傳統(tǒng)電容器有著更高的能量密度，靜電容量能達(dá)千法拉至萬(wàn)法拉級(jí)；相比電池有著更高的功率密度和超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，因此它兼具傳統(tǒng)電容器與電池的優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用前景廣闊的化學(xué)電源。

它主要是利用電極/電解質(zhì)界面電荷分離所形成的雙電層，或借助電極表面、內(nèi)部快速的氧化還原反應(yīng)所產(chǎn)生的法拉第“準(zhǔn)電容”來(lái)實(shí)現(xiàn)電荷和能量的儲(chǔ)存的。因此，超級(jí)電容器具有充電速度快、大電流放電性能好、超長(zhǎng)的循環(huán)壽命、工作溫度寬等特點(diǎn)。超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置主要由超級(jí)電容組和雙向DC/DC變換器以及相應(yīng)的控制電路組成。