커패시터는 전하를 저장하는 소자입니다. 일반 커패시터와 초고용량 커패시터(EDLC)의 에너지 저장 원리는 동일하며, 둘 다 정전기장 형태로 전하를 저장합니다. 하지만 초고용량 커패시터는 특히 정밀 에너지 제어 및 순간 부하 장치와 같이 에너지를 빠르게 방출하고 저장하는 데 더 적합합니다.
아래에서는 주요 일반 콘덴서와 슈퍼 콘덴서에 대해 논의해 보겠습니다.
| 비교 항목 | 기존 커패시터 | 슈퍼커패시터 |
| 개요 | 일반적인 콘덴서는 정전하를 저장하는 유전체로, 영구적인 전하를 띨 수 있으며 널리 사용됩니다. 이는 전자 전력 분야에서 없어서는 안 될 필수적인 전자 부품입니다. | 슈퍼커패시터는 전기화학 커패시터, 이중층 커패시터, 금 커패시터, 패러데이 커패시터 등으로도 불리며, 전해질을 분극시켜 에너지를 저장하는 전기화학 소자로 1970년대와 1980년대에 개발되었습니다. |
| 건설 | 일반적인 콘덴서는 절연 유전체를 사이에 두고 서로 평행하게 배치되었지만 접촉하지 않은 두 개의 금속 도체(전극)로 구성됩니다. | 슈퍼커패시터는 전극, 전해질(전해질 염을 포함), 그리고 분리막(양극과 음극 사이의 접촉을 방지)으로 구성됩니다. 전극은 활성탄으로 코팅되어 있는데, 활성탄 표면에는 미세한 구멍이 있어 전극의 표면적을 넓히고 전력 소비를 줄여줍니다. |
| 유전체 재료 | 커패시터의 전극 사이에는 알루미늄 산화물, 고분자 필름 또는 세라믹과 같은 유전체가 사용됩니다. | 슈퍼커패시터는 유전체를 사용하지 않습니다. 대신, 유전체 대신 고체(전극)와 액체(전해질) 사이의 계면에서 형성되는 전기 이중층을 이용합니다. |
| 작동 원리 | 콘덴서의 작동 원리는 전하가 전기장의 힘에 의해 이동한다는 것입니다. 도체 사이에 유전체가 있으면 전하의 이동을 방해하여 전하가 도체에 축적되고, 결과적으로 전하가 저장되는 것입니다. | 반면 슈퍼커패시터는 전해질의 분극화와 산화환원 유사 정전용량 전하를 통해 이중층 전하 에너지 저장을 달성합니다. 슈퍼커패시터의 에너지 저장 과정은 화학 반응 없이 가역적이므로 수십만 번 반복적으로 충전 및 방전할 수 있습니다. |
| 정전 용량 | 용량이 더 작습니다. 일반적인 정전 용량 범위는 수 피코팔로팔로(pF)에서 수천 마이크로팔로팔로(μF)까지입니다. | 더 큰 용량. 슈퍼커패시터는 용량이 매우 커서 배터리로 사용할 수 있습니다. 슈퍼커패시터의 용량은 전극 간 거리와 전극 표면적에 따라 달라지므로, 높은 용량을 얻기 위해 전극 표면에 활성탄을 코팅하여 표면적을 증가시킵니다. |
| 에너지 밀도 | 낮은 | 높은 |
| 비에너지 | <0.1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| 비전력 | 100,000+ Wh/kg | 10,000+ Wh/kg |
| 충전/방전 시간 | 일반적인 콘덴서의 충전 및 방전 시간은 보통 10³~10⁶초입니다. | 울트라커패시터는 배터리보다 빠른 속도(최대 10초)로 전하를 공급할 수 있으며, 기존 커패시터보다 단위 부피당 더 많은 전하를 저장할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 울트라커패시터는 배터리와 전해 커패시터의 중간 형태로 여겨집니다. |
| 충방전 주기 수명 | 더 짧은 | 더 길게 (일반적으로 10만 회 이상, 최대 100만 회 주기, 10년 이상 사용 가능) |
| 충전/방전 효율 | >95% | 85%-98% |
| 작동 온도 | -20~70℃ | -40~70℃ (더 나은 초저온 특성 및 더 넓은 온도 범위) |
| 정격 전압 | 더 높은 | 낮추다 (일반적으로 2.5V) |
| 비용 | 낮추다 | 더 높은 |
| 이점 | 손실 감소 높은 집적 밀도 능동 및 무효 전력 제어 | 긴 수명 초고용량 빠른 충전 및 방전 시간 고부하 전류 더 넓은 작동 온도 범위 |
| 애플리케이션 | ▶안정적인 전원 공급을 출력합니다. ▶역률 보정(PFC) ▶주파수 필터, 고역 통과 필터, 저역 통과 필터; ▶신호 결합 및 분리; ▶모터 스타터; ▶완충 장치(서지 보호기 및 노이즈 필터) ▶발진기. | ▶신에너지 자동차, 철도 및 기타 운송 분야에 적용 가능; ▶무정전 전원 공급 장치(UPS), 전해 콘덴서 뱅크 대체; ▶휴대폰, 노트북, 휴대용 기기 등에 전원을 공급합니다. ▶몇 분 만에 완충 가능한 충전식 전동 드라이버; ▶비상 조명 시스템 및 고출력 전기 펄스 장치; ▶IC, RAM, CMOS, 클럭 및 마이크로컴퓨터 등 |
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게시 시간: 2021년 12월 22일