看看混合超级电容器

文章：Bill Schweber

电双层电容器(EDLC)——通常被称为“超级电容器”，有时被称为“超级电容器”——是一种令人惊叹的无源储能元件。由于其多法拉的高电容和小的体积，它提供了高密度的能量存储体积和重量。在一些遥感、物联网和能源采集应用中，超级电容是可充电电池的替代品;在其他情况下，它们与电池一起使用，以克服那些基于电化学储能元件的一些弱点。这并不是说一个天生就比另一个好;相反，超级电容和充电电池(不管化学成分如何)各有各自的优缺点。应用程序的优先级决定哪一个最有意义，或者两者都需要在某种串联安排中。

还有另一个有趣的选择，可以选择一个或两个单独的组件:混合超级电容器。这个储能装置不仅仅是一个可充电电池和一个超级电容的明显的共同包装。相反，它采用了一种独特的结构，单个组件同时是超级电容和锂离子电池，图1(详见参考资料)。

在这些混合超级厂商的供应商中，太野Yuden（该公司称他们锂离子超级电容器，在技术上是正确的），伊顿和Maxwell Technologies，Inc。（现在是特斯拉的一部分）。

有许多张贴表可以在标准超级胶囊和锂离子可充电电池之间提供比较（表1）。请记住，每个资源和供应商都有不同的角度，正如您所期望的那样，技术本身正在快速发展。

尽管这些混合超级胶囊的明显优点，但我总是对混合装置和结构的混合感受。一方面，两种技术或材料的组合通常允许我们在克服一些弱点的同时保留每个方面。这不适用于电子产品：思考用杆加固的混凝土，或用作最新一代飞机体和附属物的皮肤的碳纤维增强聚合物（CFRP）。

同时，这些组合有时也有新的缺点。例如，与单一用途、优化单元相比，多功能测试设备可能降低了规格或一些灵活性限制。众所周知的“瑞士军刀”就是一个非电的例子:它的每一个单独的工具都可能“足够好”，但绝对没有专用工具好;尽管如此，整体刀片/配件组合和包装带来了尺寸、重量和成本方面的好处。

对于混合超级股票来说，还有一个管理问题。锂离子充电电池在充放电率、库仑计数和温度等方面有自己的特殊需求，超级电容也有自己的可比列表。那么，如何管理这一混合型超级市场呢?这两种策略是否存在冲突，或者它们是否足够相似，以至于一个单一的方法就可以用于两端混合?

我考虑隧道二极管：尽管其性能特征有吸引力，但作为一个没有不同的输入输出接地连接的两个端子设备，其它难以实际使用，因此陷入了弱点;PIN二极管相同的是真的（只需查看其一些应用电路示意图）。也许IC如最近引入的MAXIM MAX38889，2.5V至5.5V，3A可逆降压/升压调节器针对SuperCAP备份应用进行了优化，适用于两者都足够好吗？（图2。）

对于给定的问题，决定是否使用混合解决方案通常需要权衡难以评估的权衡。除了每个组成部分克服了其他组成部分的一个或多个缺点的明显优势之外，在许多情况下也会引入新的缺点。

使用Supercap Hybrid是否有意义？答案很简单：它取决于。在某些情况下，在申请中，在申请中，新的缺点是不可接受的，而在其他情况下，新的好处超过了缺点。定量地，模型不仅可以解决方程“是1 +1 <，=或> 2？”但还必须评估解决方案也会产生的任何空白。

你在混合解决方案(不仅仅是混合超级电容)方面有什么经验?整体上涨是否比下跌更重要?你如何在混合方法的优缺点之间做出平衡的判断?

参考
伊顿。”混合超级电容器解释说明”

伊顿。”HS混合超级电容白皮书”

电池大学，“BU-209：超级电容器如何工作？”

太野子玉门，“锂离子电容：最终的EDLC替代品”

太野子玉门，“电源存储设备:锂离子电容器;电双层电容器”

科技简报。”SuperCapacitors去混合性能和效率”

本文最初发表于EE倍．

比尔Schweber是一家电子工程师，他们在电子通信系统上写了三本，以及数百个技术文章，意见专栏和产品特征。在过去的角色中，他作为一个技术网站管理员，用于多次EE时间网站，也是EDN的执行编辑器和模拟编辑器。在模拟设备上，他正在营销通讯;因此，他一直在技术PR功能的两侧，向媒体提出公司产品，故事和信息，也是这些的接收者。在Marcom在模拟中的角色之前，条例草案是其尊敬的技术期刊的助理编辑，也在其产品营销和应用工程集团中工作。在那些角色之前，他在Instron公司，进行了动手的模拟和电源电路设计和系统集成，用于材料测试机器控制。他有一个来自哥伦比亚大学的Bsee，来自马萨诸塞大学的MSEE，是一位注册的专业工程师，并拥有一个先进的Amateur无线电许可证。他还在各种工程主题上进行了计划，编写，并在线课程，包括MOSFET基础知识，ADC选择和驾驶LED。