鋰離子電容器：一種有效的EDLC更換

個(gè)公認(rèn)的能源解決方案，傳統(tǒng)的雙電層電容器(EDLC)具有與自放電特性，能量密度，可靠性，壽命和散熱設(shè)計(jì)許多著名的弊端。太陽誘電鋰離子電容器克服這些問題，并且是一個(gè)有效的替代品的EDLC。鋰離子電容器是混合電容，顯示了EDLC和鋰離子二次電池(LIB)的最佳特性。雙電層電容器首先在日本20世紀(jì)70年代創(chuàng)建的，并開始出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代各種家電。自2000年代，它們已被用于在移動(dòng)電話和數(shù)碼相機(jī)。雙電層電容器通常用于防止突發(fā)性瞬時(shí)下降或電力中斷。他們可以在瞬間輸出大量的功率，而一個(gè)電池不能。它們經(jīng)常被用作后備電源在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的集成電路，處理器，存儲(chǔ)器等等。同時(shí)的EDLC旨在是備用電源，常規(guī)的EDLC患有這種現(xiàn)象被稱為自放電，其中該電容器會(huì)逐漸失去它的電荷隨著時(shí)間的推移。自放電可以在暴露于高溫環(huán)境中發(fā)生得更快。極低的自放電鋰離子電容器，即使在高熱量環(huán)境下，保證了持久的費(fèi)用。此外，鋰離子電容器具有熱失控的危險(xiǎn)。沒有額外的熱設(shè)計(jì)的考慮，有一個(gè)鋰離子電容器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)空間或組件是必要的。使用鋰離子電容器的穩(wěn)步增長。他們越來越多地依賴于作為補(bǔ)充電源制造和醫(yī)療設(shè)備，甚至瞬間電壓降可能是至關(guān)重要的。它們用來補(bǔ)償不平衡電壓等級的太陽能電池板，甚至在小型設(shè)備的主要?jiǎng)恿υ?。最顯著，鋰離子電容器正在成為在服務(wù)器和其他設(shè)備電源中斷一個(gè)優(yōu)選的備份解決方案。

原理與鋰離子電容器的特點(diǎn)相比，雙電層電容器

鋰離子電容器是使用碳系材料作為能與鋰摻雜在負(fù)極混合電容器。正如在常規(guī)的EDLC，他們使用的活性炭用于正極。

圖1：鋰離子電容器construction.Metallic鋰，電連接到負(fù)電極，形成在同一時(shí)間作為電解液的浸入局部電池。然后，鋰離子的摻雜開始于在負(fù)極的碳基材料。一旦摻雜完成后，鋰離子電容器的初始電壓降低到小于或等于3V作為負(fù)電極的電勢幾乎匹配鋰。因此，相對于充電/放電的常規(guī)的EDLC的電勢，一個(gè)較高的電壓，可以通過使用鋰離子電容器未經(jīng)高電位在正電極，這導(dǎo)致在鋰離子電容器改進(jìn)的可靠性得到。

圖2：EDLC VS鋰離子自放電特性。

自放電特性

鋰離子電容器中的一個(gè)主要特征是其優(yōu)良'的自放電特性“，由預(yù)嵌入鋰的啟用到負(fù)電極以穩(wěn)定負(fù)電極的電位。圖3顯示了圓筒式40法拉鋰離子電容器充電24小時(shí)，在3.8V時(shí)在25℃和一個(gè)溫度那些對稱型雙電層電容器，其電容是類似于鋰離子電容器的自放電特性。正如圖2所示，對稱型EDLC具有大的自放電。一個(gè)月25℃下后，其電壓下降到80%的初始電壓。與此相反，在鋰離子電容器示出好得多的自放電。它可保持在3.7 V，即使100天電壓后25攝氏度的溫度下。

圖3：類似40法拉鋰離子電池和超級電容器裝置自放電。

浮充電特性

一個(gè)圓柱型的浮動(dòng)充電特性(連續(xù)充電)鋰離子電容器和對稱的EDLC其電容是70℃的溫度下幾乎類似的鋰離子電容器示于圖4中的一個(gè)的鋰離子電容器的特性是即使以高電壓充電的3.8伏，電容器可以降低在正電極的潛力低于常規(guī)對稱的EDLC，其阻止了它們浮動(dòng)充電的惡化，使它們高度可靠的。

圖4：浮法類似的鋰離子電池和超級電容器裝置的充電特性在70℃。此外，在充電3.5V，一個(gè)圓柱型鋰離子電容器85℃的高溫下的浮動(dòng)充電特性(連續(xù)充電)示出了具有約80%的保持甚至5,000個(gè)小時(shí)后，將初始電壓的良好的結(jié)果。