超级电容器为什么“超级”

超级电容器的发展历史可以追溯到19世纪末，其发展历程中的关键节点和里程碑事件如下：

一、早期发现与理论基础

1879年：德国物理学家亥姆霍兹（Helmholtz）发现了电化学界面的双电层电容性质，这一发现为后来超级电容的研发奠定了理论基础。

初步研发与专利申请

20世纪50年代初：通用电气的工程师受到燃料电池和蓄电池的启发，开始尝试将多孔碳电极加入电容设计中。

1957年：H. Becker开发了“多孔碳电极低电压电解电容器”，并在同年申请了专利，这被认为是第一个超级电容的雏形。然而，当时科学家们并没有找到适用超级电容的应用场景。

二、商业化生产与市场推广

1971年：世界上第一个商用的超级电容器问世，标志着超级电容器开始进入市场化运行阶段。

1978年，日本Matsushita公司首次将电化学电容器命名为超级电容器，并向市场做了推广，使超级电容器开始走出实验室，进入实际应用阶段。

1978年：日本大阪公司生产了黄金电容（被视为跟黄金一样珍贵的电容器），这是最早商业化和批量生产的碳双电层电容器。

1979年：日本NEC公司开始大规模商业化生产超级电容，超级电容开始逐渐走进人们的生活，进一步推动了超级电容器的普及。

三、技术进步与应用拓展

20世纪80年代：引入了赝电容电极材料，超级电容器的能量密度得到了大幅度提升，达到了法拉级别（F）。在这个时期，电化学电容器被冠以了真正意义上的超级电容器之名。

1981年：美国德州大学奥斯汀分校研制了一种新型超级电容器，可在不到1分钟时间内完成充电。

1982年：新加坡国立大学纳米科技研究所宣称开发出一种能够储能的隔膜，不需要电解液，从而避免超级电容器的漏液损坏，不仅降低了成本，还能够储存更多的能量。

1995年：日本日产公司利用新型超级电容器进一步提升电池充电效率，10分钟能够将一辆电动汽车的电池充满电。

20世纪90年代：超级电容器的发展前景被西方发达国家看中，他们纷纷提出了与之相关的重大项目。同时，“超级电容器”这一术语由日本科技巨头NEC首次提出。

四、现代发展与广泛应用

21世纪初至今：随着科技的进步和材料科学的发展，超级电容的性能得到了显著提升。它们开始在各种需要快速充放电和高功率密度的应用场景中被广泛采用，如移动通讯、电动汽车、航空航天和国防等领域。

2006年：美国《探索》杂志将超级电容器列为世界七大科技发现之一，并将其视为能量储存领域中一项革命性的突破。

2021年：德国物理学家研发出迄今最小的生物超级电容器。

因此，超级电容器从早期的理论基础到如今的广泛应用，经历了多个重要的发展阶段。随着技术的不断进步和创新，超级电容器有望在更多领域发挥重要作用。

超级电容器之所以被称为“超级”，主要是相对于传统电容器而言，它在储能能力、功率密度、充放电速度以及循环寿命等方面展现出显著的优势。以下是对其名称由来的说明：

一、大容量储能

超级电容器的容量可达几百至上千法拉，远高于传统电容器。这意味着它能够储存更多的电能，从而满足更高能量的需求。

二高功率密度

超级电容器能够提供比传统电容器或电池更高的功率密度，通常在10²~10⁴W/kg范围内。这使得它能够在短时间内释放或吸收大量能量，适用于需要高功率输出的场合。

三、快速充放电

超级电容器可以在几分钟甚至几秒钟内完成充放电过程，这比传统电池快得多。这一特性使得它在需要频繁充放电的应用中表现出色。

四、长循环寿命

超级电容器的充放电循环次数可达数百万次以上，远高于传统电池。这意味着它具有非常长的使用寿命，能够长期稳定运行。

五、其他优势

超级电容器还具有宽的工作温度范围、高可靠性和稳定性、绿色环保以及安全性高等特点。这些优势使得它在电动汽车、混合燃料汽车、特殊载重汽车、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等众多领域具有巨大的应用价值和市场潜力。

因此，超级电容器之所以被称为“超级”，是因为它在储能能力、功率密度、充放电速度以及循环寿命等方面相对于传统电容器具有显著的优势。这些优势使得超级电容器在多个领域中都表现出色，成为了一种备受关注的储能技术。