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超级电容器,我叫你一声“电池”,你敢答应吗!

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2024-09-05 10:00

主要观点总结

本文介绍了电池、电容器和超级电容器的储存电能方式,对比了它们的优缺点,并详细解释了超级电容器的原理和优势。随着科学技术的不断发展,物理和化学对电能的储存界限已经模糊,综合利用各种学科知识来帮助人类发展更好的电能储存装置是学术界不断努力的方向。

关键观点总结

关键观点1: 电能的储存方式

电池、电容器和超级电容器是三种主要的电能储存方式。电池利用化学反应储存能量,存得多但慢;电容器利用物理原理储存电荷,存得快但少;超级电容器则综合了电池和电容器的特点,具有快速充放电和高功率密度的优势。

关键观点2: 电池的工作原理

电池是目前最广泛的电能储存、转换装置,其原理是将自发且包含电子转移的化学反应通过外电路进行电能释放。相较于传统的发电方式,电池具有最高的化学能-电能理论转换效率。

关键观点3: 电容器的工作原理

电容器的工作原理是通过充电后正负极之间形成电场来储存电能。其储存的电荷量和能量可以通过相关公式计算。

关键观点4: 超级电容器的特点

超级电容器是综合利用电池和电容器原理的装置,具有快速充放电、高功率密度和长寿命等特点。其容量可以通过双电层原理和赝电容策略实现大幅度提升。

关键观点5: 超级电容器的应用前景

由于超级电容器具有快速充放电和高功率密度的优势,已经被广泛应用于电网调峰、储能、汽车启动等领域。未来,超级电容器有望在消费级电子设备上得到广泛应用。


文章预览

电池在我们生活中无处不在,但电容器、超级电容器对不少读者而言则可能稍显陌生。其实无论电池还是电容器,都在生产生活中有着广泛而重要的应用,二者也是化学储存电能和物理储存电能的典型代表;特别是超级电容器,综合了电容器与电池的特点,原理上兼收并蓄,成为一类性质独特、应用广泛的电化学器件。随着化学、物理与材料科学的发展,化学储电与物理储电的界限日渐模糊,电池、电容器、超级电容器正在互相取其精华,以期更好地满足人类需求,为社会发展服务。 撰文  |  李存璞 (重庆大学化学化工学院教授) 0 1 理解电能的储存 电能的发展与应用是人类迈向现代化的关键,使得人类对于能量的利用达到了新的高度。电灯、电报、电子计算机、移动通讯装置,现代人类对于电能的需求和应用日新月异。在发电厂,电能通过热 ………………………………

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