슈퍼 커패시터 란 무엇입니까?

표준 커패시터는 유전체로 분리된 두 개의 금속판 또는 전극으로 구성됩니다. 전압이 가해지면 전자가 전극 중 하나에 축적되어 전하를 저장합니다.

한편, 전극 사이에 끼워진 유전체 물질은 "유전체 분극"으로 알려진 프로세스를 거치며, 이는 커패시턴스 증가에 기여합니다.

슈퍼 커패시터는 웨지 재료가 유전체가 아닌 전해액이라는 점을 제외하면 동일한 원리로 작동합니다. 전압이 가해지면 "전기 이중층"이 형성되어 전극과 전해액의 경계를 따라 음전하와 양전하를 정렬합니다.

이 위치는 전기 요금의 창고 역할을 합니다. 활성탄은 경계 영역의 크기를 늘리는 데 자주 사용됩니다. 슈퍼커패시터의 정전용량은 '전기이중층'의 면적에 비례하기 때문이다. 이 활성탄은 넓은 표면적을 덮는 데 도움이 되는 수많은 표면 구멍이 있는 잘 알려진 다공성 물질입니다.

슈퍼커패시터는 전해액과 전극으로 인해 일반적인 축전용 배터리와 구조가 같다. 배터리에서는 전해액과 전극 사이에서 화학 반응이 발생합니다. 그러나 슈퍼 커패시터는 전자가 전극 사이에서만 이동할 수 있도록 합니다. 이러한 차이로 인해 배터리와 슈퍼 커패시터의 특성이 다릅니다.

슈퍼 커패시터의 이점은 무엇입니까?

충전 시간

슈퍼 커패시터의 충전 및 방전 시간은 기존 커패시터와 동일합니다. 낮은 내부 저항을 고려하면 상당한 충전 및 방전 전류를 얻을 수 있습니다. 배터리를 완전히 충전하는 데 많은 시간이 걸릴 수 있는 반면(휴대폰 배터리가 좋은 예임) 슈퍼 커패시터는 2분 이내에 동일한 충전 상태에 도달할 수 있습니다.

확실한 힘

배터리 또는 슈퍼 커패시터의 비에너지는 최대 전력 출력을 총 장치 질량으로 나눈 값을 기준으로 다양한 기술을 평가하는 데 사용되는 메트릭입니다. 슈퍼 캐패시터는 배터리의 5~10배에 달하는 특정 전력을 가지고 있습니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리의 비전력은 1~3kW/kg이지만 일반적인 슈퍼 커패시터의 비전력은 약 10kW/kg입니다. 이 속성은 짧은 순간에 에너지를 방출하기 위해 저장 장치를 요구하는 응용 프로그램에서 특히 중요합니다.

슈퍼커패시터의 수명과 안전성

부당하게 취급될 때 슈퍼 커패시터 배터리는 표준 배터리보다 안전합니다. 배터리가 단락되면 과도한 열로 인해 자연 발화하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 슈퍼 커패시터는 내부 저항이 낮기 때문에 많이 가열되지 않습니다. 

슈퍼 커패시터는 열화를 최소화하면서 15,000회 이상 충전 및 방전이 가능한 반면 일반 리튬 이온 배터리는 동일한 손실로 300회 이하만 충전 및 방전될 수 있습니다. 따라서 수퍼 커패시터는 빈번한 에너지 저장 및 해제가 필요한 응용 분야에서 매우 유용합니다.

출처: 도트모드