鉅大LARGE | 點擊量：351次 | 2022年09月28日
能源和能量存儲應用領域的"無名英雄"欲重塑未來
當我們深入關注能源和能量存儲應用領域時，就會發(fā)現(xiàn)，其實電容器是該領域的“無名英雄”。
作為無源器件，電容器有兩個端子，可存儲能量并在需要時釋放能量，因此常常用來作為“備用”電源。
在日常生活中，電容器的用途比我們想象的還要廣。例如，電容器可以用到鬧鐘等簡單日常用品，我們還可以常備一個荷電電容器，以便在斷電時應急使用。如果電源斷開，電容器就會放電——向時鐘電路輸送電流，以確保其繼續(xù)運行。
隨著電容器的應用越來越廣，新型電容器正在不斷進入市場，超級電容器（又稱雙電層電容器，EDLC）現(xiàn)在也被更大規(guī)模的使用。新能源汽車，諸如純電動車、混合動力汽車和電動巴士等都依賴于超級電容，因為它們具有比標準電容器大得多的電荷存儲空間，此外一些大功率和再生能源應用領域也在利用超級電容技術。其他應用領域包括特種、能源、特種航天以及各種工業(yè)應用。
電容器和超級電容器的用途
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
汽車領域是電容器和超級電容器的關鍵市場，汽車的許多功能為電容器提供用武之地。啟動／停止功能和動力轉向需要電容器，混合動力汽車驅動需要超級電容器具有更大的功率容量。隨著電動汽車不斷發(fā)展并進入主流汽車市場，對電容的需求將進一步增加。未來技術進步有可能使超級電容器取代鋰離子電池作為動力源，并提供與汽油車甚至柴油動力汽車相當的行駛里程。
鐵路行業(yè)也開始充分挖掘超級電容器技術的應用潛力。比如由西班牙薩拉戈薩市的鐵路公司CAF制造的Urbos3有軌電車，其使用一系列超級電容器，這些超級電容器位于車廂上部，用于回收剎車能量——可節(jié)省35％的電力。超級電容器可在電車?？空境潆姸恍枰芸针娎|，也可在某些停靠站之間運行而無需使用電纜連接。
在再生能源領域，超級電容器在風力渦輪機等應用中具有重要地位。渦輪機的葉片必須定期調整，以確保渦輪機在符合風力條件的最佳水平下運行，并避免機械壓力（應力）。為此，必要時要使用槳距控制系統(tǒng)進行調節(jié)。如果電源出現(xiàn)故障，超級電容器可接通并輸送足夠大的能量，使葉片間距返回到安全位置，并關閉渦輪機，而電池電源并不一定能夠實現(xiàn)這種功能。
超級電容器在光伏（太陽能）和波浪發(fā)電應用的未來發(fā)展中會發(fā)揮關鍵作用。光伏發(fā)電技術和波浪發(fā)電技術在輸出功率方面都有波動性。超級電容器可減輕這種效應：通過稱為“勻化”的工藝，超級電容器有助于提供更恒定的功率水平。
鋁電解電容器的挑戰(zhàn)
鋁電解電容器和超級電容器有一個弱點：在使用壽命期間容易發(fā)生電解質干涸——這通常是電容端子密封不完善造成的。少量濕氣會穿透密封材料，導致氣體在電容器內部積聚。電解質干涸導致性能持續(xù)劣化，抵消這種效應必須使用更大的尺寸或使用兩個電容器。電解質的緩慢和連續(xù)蒸發(fā)可導致高達20％的容量損失，效率損失很大。
常用于密封電容器端子的聚合物密封件是電容器結構中的薄弱環(huán)節(jié)，且具有易導致?lián)p害性濕氣滲入和蒸發(fā)損失電解質的缺點。與所有有機材料一樣，聚合物易老化并隨著時間變脆，隨后失去氣密性。當水汽滲入通過缺陷密封件時，電解質隨后蒸發(fā)，最終導致容量和壽命顯著損失。
提高氣密性，有助于提高電容器的容量和壽命
電解質泄漏的補救措施是使用電容蓋。通過特殊玻璃密封件代替由有機化合物制成的密封件，電容器端子可密封到鋁蓋中。這可以防止?jié)駳饨涍^電極端子進入電容器，并消除電解質干涸的問題。由于玻璃是無機材料，玻璃密封件保持永久密封性，因為它們不會隨時間老化或磨損。
值得一提的是，玻璃密封蓋子可定制，以滿足小罐和大罐型電容器的廣泛應用－包括徑向型、軸向型、卡扣型，超級電容器和雙電層電容器。玻璃－鋁密封（GTAS?）是玻璃專家SCHOTT（肖特）專為高能量密度電容器和電池開發(fā)的一項新技術。該設計來源于該公司在1939年研發(fā)的特種玻璃和玻璃－金屬密封方面的專業(yè)技術。
肖特玻璃－鋁密封（GTAS?）具有廣泛的外在優(yōu)勢。玻璃－鋁密封的使用溫度范圍廣泛，可耐受從－40°C到＋150°C的溫度。提高密封性還意味著同樣大小或更小尺寸的電容單元可擁有更高的電容量。非老化玻璃密封的可靠密封性不僅延長產品保存期，還延長產品的使用壽命，即使在惡劣的使用環(huán)境下。
鋁電解電容器，包括尖端超級電容器，越來越多的被用新興應用中。潛在應用領域包括新能源汽車、高功率應用、重工業(yè)和可再生能源等。這些應用對電容器提出了新技術要求，需要長期高性能。這種創(chuàng)新要求正是GTAS發(fā)揮優(yōu)勢的地方：防漏電容器蓋可用于不同尺寸電容器中，滿足其設計要求。
GTAS電容器蓋可減少20％的電容器封裝體積，減少60％的電容損失和50％的內阻。GTAS電容蓋可在極端溫度下使用，與有機密封相比，產品壽命均可延長10－15年。
