目前鋰電池的應(yīng)用最廣泛。根據(jù)材料的不同，鋰電池可分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池與三元聚合物鋰電池。磷酸鐵鋰電池技術(shù)相對(duì)成熟、安全，但是也存在缺點(diǎn)，即能量密度低，電池一致性問(wèn)題難以解決，精確性和穩(wěn)定性很難控制，雖然現(xiàn)大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用的是磷酸鐵鋰電池，但導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程短，難以滿足消費(fèi)者需求；鈷酸鋰電池相比于磷酸鐵鋰電池，雖然能量密度較大，但安全性較低，且成本高；三元電池能量密度高成本更低，但目前技術(shù)不成熟，導(dǎo)致安全性能不能得到保障。

 

　　燃料電池也是新能源電池發(fā)展的另一大熱點(diǎn)。氫燃料突出的特點(diǎn)就是無(wú)污染、效率高、可循環(huán)利用。氫作為一種燃料氣體，燃燒釋放的熱量是汽油發(fā)熱量的3倍，而燃燒的產(chǎn)物是水，完全無(wú)污染，因此氫作為燃料被認(rèn)為將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。但是燃料電池也存在成本高、氫氣來(lái)源有限、存在爆炸等安全隱患等缺點(diǎn)。

 

　　從理論上講，超級(jí)電容比鋰電池、燃料電池各方面更優(yōu)異，優(yōu)點(diǎn)是充電速度快、效率高、放電效率快以及耐充，但其自身也存在兩點(diǎn)缺陷：一是安全性，過(guò)快的充電速度和過(guò)高的放電效率導(dǎo)致安全性更難控制；二是較低的安全電壓，這制約了其在驅(qū)動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用。

 

　　根據(jù)以上三類新能源電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較來(lái)看，在短期內(nèi)鋰電池仍占主要地位，而燃料電池和鋰電池將并駕齊驅(qū)，超級(jí)電容在短期內(nèi)很難突破取代鋰電池。未來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，燃料電池、鋰電池、超級(jí)電容憑借其自身的優(yōu)勢(shì)，將在不同方面著重發(fā)展，而技術(shù)的融合也將促進(jìn)新能源電池的進(jìn)步。首先從儲(chǔ)能性質(zhì)的角度看，鋰電池的能量轉(zhuǎn)化依賴化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)電源；而超級(jí)電容的能量轉(zhuǎn)化則是通過(guò)電場(chǎng)變化實(shí)現(xiàn)的，屬于物理電源。正是由于儲(chǔ)能性質(zhì)上的差異使得鋰電池和超級(jí)電容在具體的特性上有了巨大的差異。超級(jí)電容由于不依賴化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，因此充電速率更快、內(nèi)阻更小、可循環(huán)次數(shù)更多、受溫度影響也小、安全性高；另一方面超級(jí)電容也因此有著能量存儲(chǔ)更不穩(wěn)定（自放電大）、能量密度低的特性。從下圖看超級(jí)電容在能量密度和功率密度上是正好介于普通電容和蓄電池之間的儲(chǔ)能器件。

所以如果做一個(gè)形象的比喻，鋰電池像是一臺(tái)飲水機(jī)，大容量卻出水慢。超級(jí)電容就像是一個(gè)杯水，一口就能干杯。

定量認(rèn)知

 

1.容量及電壓范圍

 

鋰電池的容量一般用Ah表示，常見(jiàn)的動(dòng)力電池一般在2~100Ah的區(qū)間內(nèi)。超級(jí)電容的容量一般用F表示，常見(jiàn)的型號(hào)一般在300F~5000F的區(qū)間。所以若要進(jìn)行容量比較則需要轉(zhuǎn)換到同一單位上，則用Q = 1/2 * C * V來(lái)計(jì)算。如下圖的3V/3000F的超級(jí)電容為1.25Ah（3.75wh）。

 

 

 

鋰電池的工作電壓范圍一般在2.5V~4.2V之間，無(wú)論出現(xiàn)過(guò)充或是過(guò)放都將導(dǎo)致電池的不可逆損傷，甚至引發(fā)安全問(wèn)題。超級(jí)電容的工作電壓范圍一般在0V~3V之間，所以不存在過(guò)放的情況。

 

2.能量/功率密度

 

鋰電池的能量密度一般在100~300wh/kg范圍，而超級(jí)電容僅僅只有5~30wh/kg，因此超級(jí)電容并不適合能量型應(yīng)用領(lǐng)域。但是在功率密度上電池一般在1kw/kg的水平，而超級(jí)電容可達(dá)7kw/kg以上。

 

3.壽命

 

壽命可以分為循環(huán)壽命和日歷壽命兩部分來(lái)比較。日歷壽命兩者差異不大，都可以達(dá)到10年以上的水平。在循環(huán)壽命方面一般的鋰電池在500~3000周（鈦酸鋰可達(dá)1萬(wàn)周）。而超級(jí)電容可以做到循環(huán)10萬(wàn)周容量衰減僅10%。