谈谈法拉电容(超级电容)比能量
谈谈法拉电容比能量

什么叫法拉电容(超级电容)

法拉电容也是超级电容.

法拉电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也有称作“电容电池”。

法拉电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

超级电容的特点：

（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上；

（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”；

（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；

（4）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；

（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；

（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；

（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；

（8）检测方便，剩余电量可直接读出；

（9）容量范围通常0.1F--1000F 。

谈谈法拉电容比能量

法拉电容的比能量究竟有多大？是否可以真的代替电池呢？目前，还没有看到过关于法拉电容的能量密度极限方面的报道，也许是本人孤陋寡闻吧。为了弄明白这件事，作了一个计算，试图了解法拉电容的能量极限。目前介电常数最高的材料是一种陶瓷材料，相对介电常数30000，绝缘强度40KV/mm。



由于是寻找极限，因此先假设我们的工艺进步了，能进行纳米加工，把介质和金属铝箔做到一个分子的厚度（约1nm）, 二者的密度相近，一公斤铝箔可做可延展至300000平方米面积，敷起来作为电极，这样的材料N层复合起来，有2N-1个相对面，简便起见，我们按2倍计算，可知每层复合材料的静电容为160000000法拉，但极限电压只有40mV，为安全起见，额定工作电压可取30mV，储能多少呢？



0.5*160000000*0.03*0.03=72000（焦尔），合10WH/Kg.



10WH/公斤！这就是“纳米工艺”下的法拉电容的比能量极限!!!