未來超級電容會成為手機、移動設備甚至電動汽車的主流電能存儲設備嗎？

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畢竟電容有充電快、無線充電等優點。近來各種技術又有所突破，什麼石墨烯啦，各種膜技術啦等等。你說有沒有可能未來到處都可以充電，走到大街上、進出辦公樓或商場、坐公交和地鐵時，總之設備的存儲電量不一定很多，但無線充電很方便。對可穿戴設備來說也更加方便。

恰好正在做一個超級電容儲能的項目，回答下我的感受，權當拋磚引玉吧。

首先，目前超級電容和鋰電池等化學電池相比，單位能量密度的價格相當高、重量體積也沒有很大的優勢。目前最好的超級電容的能量密度是鋰離子電池30%左右(Wh/L)，這還只是實驗室裡面的水平，量產產品還要低。這是阻礙超級電容在消費電子上廣泛應用的硬傷。

其次是超級電容的安全問題，因為超級電容還沒有在消費電子領域廣泛應用，缺乏相應的行業標準，因此相比18650等常見的鋰離子電池安全問題比較突出。為了提高效率，現在單個超級電容的ESR一般在mΩ級別，這就意味著一但短路後果非常嚴重（大電流）。而且目前量產的超級電容大多採用了酸性的液態電解液，若因短路或高溫發生爆漿後果很嚴重，可能會造成化學灼傷，凝膠或固態介質的鋰電池就沒這個問題。

此外就是電路設計的問題了。目前量產的超級電容單體最高電壓只能到達2.7v左右，而且超級電容的儲能特性曲線是由0v開始的，這就意味意一旦單體電壓降到1v以下剩餘的能量就很難再利用了。若多個電容串聯，體質不一還需要額外設計儲能和負載均衡電路。

這個是網上找的松下CGR18650CF的放電曲線

這個算是比較典型的18650規格鋰電池的放電特徵了。可以從圖上面看到在平穩放電的時候鋰電池的輸出電壓是有一個明顯的線性區的，線性區內電壓相對平穩，而且在電壓下降到2.5v以下比較難利用的區域時，鋰電池本身已經沒電了，這種特性非常便於設計充放電保護電路以及控制輸出電壓匹配各種用電設備。常見的標稱3.7v的鋰電池，充滿電開路電壓在4.2v左右，無電時電壓也很少低於3v，天生兼容各種常見的3.3v的IC。2.5v，1.8v的IC也不過是加上一個LDO的就能解決的問題。

對比超級電容

是典型的RC電路放電曲線，並且可以觀察到曲線是呈指數規律下降的，沒有明顯的線性區。如果考慮成本的話在電容放電至0.6v-0.8v左右時就非常難拿來給設備供電了，這時候對於標稱2.7v的超級電容來說還有10%的電量剩餘，但是這些電基本都用不了了。當你給一個完全沒電的超級電容充電時，同樣的，一開始充進去10%的電也是利用不了的，相當於白白浪費了。

由於這個放電特性問題，超級電容要做到給同樣的電子設備供電就要設計比較複雜的供電電路，非常麻煩，成本也很高，額外的升降壓和穩壓拓撲降低了能源的利用效率不說，還會給設備帶來EMI問題。至於充電快的特性，要利用好的話也是需要相應的電路設計和充電設備配合的。無線充電只是充電電路設計的一種，和超級電容沒有必然的聯繫，普通的鋰電也可以在改造後無線充電，淘寶上面都有DIY套件了。

超級電容本身也是電容，同樣存在普通電容存在的內部漏電的問題，現在普通的超級電容充到標稱電壓後一般擱個十來天就徹底沒電了，不能用於需要長期儲存電能的應用。

暫且先不考慮儲能成本和大小的因素，工業界若能把上面這些問題解決讓超級電容達到能在消費電子產品上廣泛應用，我個人認為至少需要5-10年的時間。

至於把超級電容用在汽車等動力設備的電路中的想法，我個人認為還是很有前景的。把超級電容作為動力電池的補充，可以在小幅增加成本的情況下大大提高系統的峰值輸出能力，或者減少動力電池短時間大電流放電的頻率，這個對於電動汽車來說應該非常不錯並且相關應用的研究也已經做得不錯了。廣州現在正在搞的海珠輕軌所使用的列車就是採用了超級電容儲能，但是每隔一兩站就要充電一次（停靠車站上下客時順便充電）。由於個人不是做這個方面的，所以就不再加評論了。

超級電容還是很有前景的，但是在技術和應用上要做到取代化學電池，還有很長的路要走。在可以預見的將來，超級電容一般都只會和傳統電池混合使用用於提高能源系統的性能，不會有太多的作為單一儲能介質的應用出現。

首先同意 @瘋狂的蔬菜的看法，下面再補充幾個細節：

1、超級電容的電容量與電池容量的換算關係是C=F/3600，C表示理論電池容量（單位：Ah安時），F表示超級電容的標稱容量（單位：F法拉）。例子：一個標稱為1440F/2.5V的電容，等效於400mah/2.5V的電池。

2、超級電容的能量密度和鉛酸蓄電池差不多，但體積是後者的3倍以上。

3、超級電容在瞬間短路時並不會爆炸。超級電容的放電曲線是RC，在短路時，R相當於超級電容內部的等效電阻，幾毫歐這樣。因此，即使短路了，電容內部的電量也要5秒到10秒才放完。危險在於長時間短路時，內部積累的巨大熱量。

4、小小的超級電容都能在瞬間放出100A以上的電流，這是化學電池無法具備的特性。軍事用途更有意義（激光、電磁炮等）。

5、超級電容目前主要用在小車上，與電池並聯，在電機啟動時提供更大的電流，對電池有保護作用。

6、超級電容循環充電容量損失小，能在10秒之內充滿電量的特性不可忽視。

7、超級電容的能量密度低，並不是多大的問題。現在的電動車，還用鉛酸蓄電池呢！成本才是個巨大的障礙，同樣容量的超級電容，價格是鋰電池的5倍。更不要與鉛酸蓄電池相比了。如果中國民工能使超級電容的價格與鋰電池相平，甚至更低，將使超級電容得到大規模應用。

超級電容器再怎麼超級，也就是個電容器，在功率上對電池有比較大的優勢，但是能量密度就很低了，充放電都是瞬秒。單獨作儲能設備限制太多，和電池之類組合使用倒是可以相互取長補短。但是超級電容器的標準化還有很長的路要走，不要說工業化量產，就是不同的實驗室水的paper，同一種材料的差距都太大了。

很期待超級電容與動力電池的組合

國內技術有待突破，上游材料壟斷限制成本控制

超級電容器相對於鋰電池的優勢是快速充電，瞬時放電，循環壽命長。劣勢也明顯克容量低，能量密度低，材料成本高。認同「瘋狂的蔬菜」的觀點，目前僅適用於與鋰電池並聯使用起削峰的作用。

而目前的鋰電池行業對消費電子的應用可以有所作為的就是提升充電倍率，以達到快速充電的目的。

舉例如下：

某手機電池的容量在2000mAh左右，倍率充電電流為6A，10分鐘便能充50%的電量，20分鐘就可以充滿，是不是更能接收些？

大學期間做過SRP就是超級電容器的項目，感覺是很有前景，很看好，但是實際的突破還不夠。

短期的話更看好鋰電池和燃料電池。石墨烯太貴，上次買了1g要三千塊。

等無線充電普及之後，會有大批反智人士抵制的，所以反智不除，大規模普及的無線充電就別想了。