有两个重要的因素可以描述储能设备的特性–能量密度和功率密度。能量密度表示装置每单位质量（或体积）可存储的能量量，而功率密度表示装置可及时（同样，每单位质量或体积）交付给消费者的能量量。电池最常用于便携式设备，因为它们能够存储大量能量（这意味着它们具有高能量密度）。然而，它们的功率密度较低，不像电容器那样能在短时间内输送大量能量，但不能储存能量。

超级电容器、超级电容器或电化学双层电容器（EDLC）不同于传统电容器，因为它具有更高的容量和能量密度，同时与电池相比具有更高的功率密度。此外，它还具有等效串联电阻（ESR）小、寿命长、物理尺寸和质量小等特点。这些特性使其成为需要高功率和电源装置耐久性的设备的方便电源。

什么是电容器(capacitor)？

电容器是一种无源电气元件，在两个导电电极之间的电场中积累能量。在电容器中积累能量（对电容器充电）的过程涉及电容器电极上相反极性电荷的积累，从而在电极之间产生电位差。电容器由两个金属电极和它们之间的电介质组成，电介质确保电荷不会直接从一个电极转移到另一个电极。电荷可以通过连接电容器的外部电路从一个电极传递到另一个电极。当电容器的外部电路被移除时，电极保持带电。电极上聚集的电荷相互吸引，并在它们之间产生电场。

静电电容器（带干式分离器的电容器）被视为第一个开发阶段。也称为经典电容器，其特点是电容非常低，主要应用于无线电技术和滤波。大小范围从几皮法拉（pf）到低微法拉（μF）。第二阶段由电解电容器（电介质和电极之间含有电解液（导电液体））表示，其提供更高的电容（额定值为微法拉μF）。这些电容器用于滤波、缓冲和信号耦合。它们的电池结构类似于电池，但阳极和阴极由相同的材料制成。第三种类型是超级电容器，额定值为法拉（比电解电容器高数千倍）。

电容器可具有以下功能：

• 去耦–防止不必要的耦合（电流/能量传输），同时保持电压稳定
• 过滤–删除/减少不需要的频率
• 耦合–阻断直流分量，从而分离不同的电压电平
• 定时和波形整形–有助于构建定时（延迟）电路

什么是超级电容器(supercapacitor)？

电/电化学双层电容器是一种独特的储能装置，因为它具有比传统电容器大得多的容量和比电池高得多的功率密度。这意味着它可以用作电子设备的备用电源、负载平衡、混合动力汽车发动机的启动或加速，以及储存太阳能或风力发电厂的电力。超级电容器由两个金属电极组成，电极上覆盖了多层活性纳米多孔碳，电极之间有一层电解质膜。活性炭是一种粉末，由极小的圆形碎片组成，这些碎片一起形成海绵状结构和纳米束，从而形成数百m2/g的大有效电极表面。活性炭的每一层都具有很强的导电性，从而使超级电容器的内阻很低，而相邻层之间的接触则代表某种介电材料，其厚度为纳米级，可承受2至3伏的电压。高效电极表面和最大数量的“电介质”导致极高的电容。用于更高电压和电流的超级电容器是通过将多个超级电容器串联或并联而制成的。

活性炭不是超级电容器最合适的材料。也就是说，自由电子的尺寸通常大于活性炭中的孔，因此孔不能接受它们，从而限制了储存容量。今天的研究重点是寻找能提供更有效表面的材料。

超级电容器具有以下优点：

• 循环寿命很长–即使经过数十万次充电和放电循环，超级电容器的性能也会缓慢退化，不会像电化学电池那样磨损和老化
• 低阻抗（ESR）-与电化学电池并联可改善脉冲电流下的性能
• 快速充电和放电–与可充电电池不同，低阻抗超级电容器只需几秒钟即可充电
• 充电方便–充电结束前无需检测，因为没有过载危险
• 存储节约的可行性–每个充电/放电周期的低价格，大量的周期弥补了较低的能量密度
• 超级电容器可以替代大量的传统电容器
• 与无超级电容器并联运行的电池相比，降低了电压降
• 无限充电（与可充电电池不同）
• 温度范围增加–允许在极低温度下使用电池
• 电极上没有化学反应——与电池相比，老化和性能退化要慢得多，并且没有明显的加热
• 符合生态标准
• 提高安全性–超级电容器不会因过载而爆炸

缺点：

• 低能量密度–约为电化学电池能量密度的五分之一（至十分之一）
• 低压–需要串联以获得更高的电压值
• 线性放电–不能使用整个能量谱，并且根据应用情况，并非所有能量都可用
• 较大自放电

电容器(capacitor)和超级电容器(supercapacitor)的区别

1.电容器和超级电容器的设计

传统电容器由两个电极和一个绝缘体设计。电子从一个电极移动到另一个电极，电荷被电极之间的固体电介质（陶瓷、玻璃、塑料膜、纸张、氧化铝）隔开。在超级电容器中，电极涂有活性炭，而不是固体电介质，两个电极由液体电解质分开。

2.电容器和超级电容器的参数

超级电容器比普通电容器具有更高的能量密度（常规<0.1；超级电容器1-10 Wh/kg）。其他规格包括更快的充电和放电时间、更低的比功率（W/kg）、更宽的工作温度范围、更低的冲击电流、有限的工作电压等。

3.电容器和超级电容器的应用

电容器和超级电容器在不同的领域有着广泛的应用——电容器通常被用作定时装置、滤波器、平滑电路中的电压、调谐（在收音机和电视机中）。超级电容器用于电动和混合动力车辆的负载调节，如传统车辆启动器、电信、需要高功率脉冲的消费电子产品（电动工具、数码相机、移动设备）、太阳能和风力发电厂的电力存储或作为备用电源。

4.电容器和超级电容器的成本

一般来说，超级电容器比传统的更昂贵。

电容器(capacitor)和超级电容器(supercapacitor)的区别

总结 - 电容器(of capacitor) vs. 超级电容器(supercapacitor)

• 尽管超级电容器的原理与传统电容器相同，但其设计上存在差异，导致存储更多电荷的面积更大（容量更大）。
• 超级电容器正在填补介电电容器和电池之间的空白。超级电容器的主要优点是功率密度高、效率高、充放电时间短、循环寿命长和工作温度范围宽。此外，超级电容器在环境上是可以接受的。它们的主要缺点是最大电压非常低，这在某些应用中是不够的。
• 超级电容器比传统电容器更昂贵，因为它们每瓦特的成本很高。
• 电容器用于能量平滑，作为备用电源，用于信号处理、电子和许多其他工业和商业应用。超级电容器现在被广泛用作集成存储器或微处理器的能源、电动和混合动力车辆的负载调节、电机起动器、电信、需要高功率脉冲的消费电子产品、太阳能和风力发电厂的节电等。