(1)优点。 ①超级电容器可以大电流充电,当电动汽车(超级电容器城市公交试验车)到达车站时,可以迅速充电,储备电荷,然后在车辆行驶时,为车辆提供电能。超级电容器还可以大电流放电,通常在电动汽车上所采用的超级电容器的单位容量可达1500F以上,所以可以在电动汽车启动时提供所需要的峰值电流,减小主电源(动力电池组)的负荷,延长动力电池组的寿命。 ②超级电容器在“充放电”的过程中,可以实现快速充电,在数十秒到数分钟时间内,即可完成对电容器的充电,充放电效率可达到98%(动力电池为70%左右)。整个“充放电”过程中,无任何化学反应过程,没有任何噪声,不对周边环境造成污染,是种非常理想的电能储能器。超级电容器功率密度(1000~10000W/kg)高于现有的各种动力电池。 ③工作温度范围很宽,在-40~50℃的温度范围内性能变化小,循环寿命长达到10万次(其他电池为200~1000次)。性能稳定,制动能量回收率高达40%~70%。 ④无毒性、无污染,结构简单,重量轻,体积小,免维护。
(2)缺点。
①超级电容器的能量密度远低于其他动力电池的能量密度,装备双电层超级电容器的电动汽车,一次充电的行程不大于30km,只适合在行程10km或行驶5min的充电站点范围内运行,所以需要频繁充电,这也限制了超级电容器的灵活性及超级电容器汽车的行驶里程。
②活性炭的理论容量大于600F/g,目前商品化超级电容器使用的活性炭的实际容量低于200F/g,理论比能量为10~15W·h/kg,实际比能量为3~6W·h/kg,说明超级电容器还存在相当大的潜力,若活性炭的比容量能够达到75~100F/cm3,超级电容器的体积和重量还可以明显减小。目前超级电容器的价格为5美元/(W·h),远期目标价格是1美元/(W·h),目前使用成本还较高。
③受电压或温度变化的影响,超级电容器的循环次数(寿命)将迅速下降,双层超级电容器的电压每上升0.1V,寿命减少一半;温度每上升1℃,寿命减少一半。控制在25℃时可以达到预期寿命,若使用温度为45℃,则预期寿命为2.5年;使用温度为55℃,则预期寿命只有14个月。
