個公認的能源解決方案，傳統(tǒng)的雙電層電容器(EDLC)具有與自放電特性，能量密度，可靠性，壽命和散熱設計許多著名的弊端。太陽誘電鋰離子電容器克服這些問題，并且是一個有效的替代品的EDLC。鋰離子電容器是混合電容，顯示了EDLC和鋰離子二次電池(LIB)的最佳特性。雙電層電容器首先在日本20世紀70年代創(chuàng)建的，并開始出現(xiàn)在20世紀90年代各種家電。自2000年代，它們已被用于在移動電話和數(shù)碼相機。雙電層電容器通常用于防止突發(fā)性瞬時下降或電力中斷。他們可以在瞬間輸出大量的功率，而一個電池不能。它們經常被用作后備電源在服務器和存儲設備的集成電路，處理器，存儲器等等。同時的EDLC旨在是備用電源，常規(guī)的EDLC患有這種現(xiàn)象被稱為自放電，其中該電容器會逐漸失去它的電荷隨著時間的推移。自放電可以在暴露于高溫環(huán)境中發(fā)生得更快。極低的自放電鋰離子電容器，即使在高熱量環(huán)境下，保證了持久的費用。此外，鋰離子電容器具有熱失控的危險。沒有額外的熱設計的考慮，有一個鋰離子電容器進行設計時空間或組件是必要的。使用鋰離子電容器的穩(wěn)步增長。他們越來越多地依賴于作為補充電源制造和醫(yī)療設備，甚至瞬間電壓降可能是至關重要的。它們用來補償不平衡電壓等級的太陽能電池板，甚至在小型設備的主要動力源。最顯著，鋰離子電容器正在成為在服務器和其他設備電源中斷一個優(yōu)選的備份解決方案。

原理與鋰離子電容器的特點相比，雙電層電容器

鋰離子電容器是使用碳系材料作為能與鋰摻雜在負極混合電容器。正如在常規(guī)的EDLC，他們使用的活性炭用于正極。

圖1：鋰離子電容器construction.Metallic鋰，電連接到負電極，形成在同一時間作為電解液的浸入局部電池。然后，鋰離子的摻雜開始于在負極的碳基材料。一旦摻雜完成后，鋰離子電容器的初始電壓降低到小于或等于3V作為負電極的電勢幾乎匹配鋰。因此，相對于充電/放電的常規(guī)的EDLC的電勢，一個較高的電壓，可以通過使用鋰離子電容器未經高電位在正電極，這導致在鋰離子電容器改進的可靠性得到。

圖2：EDLC VS鋰離子自放電特性。

自放電特性

鋰離子電容器中的一個主要特征是其優(yōu)良'的自放電特性“，由預嵌入鋰的啟用到負電極以穩(wěn)定負電極的電位。圖3顯示了圓筒式40法拉鋰離子電容器充電24小時，在3.8V時在25℃和一個溫度那些對稱型雙電層電容器，其電容是類似于鋰離子電容器的自放電特性。正如圖2所示，對稱型EDLC具有大的自放電。一個月25℃下后，其電壓下降到80%的初始電壓。與此相反，在鋰離子電容器示出好得多的自放電。它可保持在3.7 V，即使100天電壓后25攝氏度的溫度下。

圖3：類似40法拉鋰離子電池和超級電容器裝置自放電。

浮充電特性

一個圓柱型的浮動充電特性(連續(xù)充電)鋰離子電容器和對稱的EDLC其電容是70℃的溫度下幾乎類似的鋰離子電容器示于圖4中的一個的鋰離子電容器的特性是即使以高電壓充電的3.8伏，電容器可以降低在正電極的潛力低于常規(guī)對稱的EDLC，其阻止了它們浮動充電的惡化，使它們高度可靠的。

圖4：浮法類似的鋰離子電池和超級電容器裝置的充電特性在70℃。此外，在充電3.5V，一個圓柱型鋰離子電容器85℃的高溫下的浮動充電特性(連續(xù)充電)示出了具有約80%的保持甚至5,000個小時后，將初始電壓的良好的結果。[!--empirenews.page--]

圖5：浮法鋰離子電容器的充電特性，在85°C。

充/放電循環(huán)特性的

不像鋰離子二次電池，鋰離子電容器是化學穩(wěn)定雇用離子的吸附 - 解吸反應的產品，使它們不會導致在正電極的充電 - 放電循環(huán)過程中的結晶轉變。此外，鋰摻雜到負電極的碳基材料預先與鋰離子電容器可以被設計為降低在負極鋰離子的可用性。這給出了10萬次以上的鋰離子電容器優(yōu)異的充/放電循環(huán)特性，相當于常規(guī)對稱型雙電層電容器的。這些應用已經在實際使用。

溫度特性

獲得即使在高溫下穩(wěn)定的放電和60%以上的體積維持率是即使在-20℃的低溫下實現(xiàn)的。此外，約50%的強體積維持率在極低的溫度達到，甚至當受電解液造成的離子的遷移率較小的電壓降。與，很清楚的是，鋰離子電容器具有良好的溫度特性。

高能量密度

鋰離子電容器，3.8伏，的最大電壓比對稱型雙電層電容器的更高，且電容量的兩倍的EDLC的。因此，鋰離子電容器的能量密度是四倍的EDLC的。作為該鋰離子電容器的電容為約88毫安，在3.8 V至2.2 V的范圍內，該鋰離子電容器具有1庫侖〜100庫侖強放電速率特性。因為它可以在100庫侖放電速率得到約60%的放電容量的，鋰離子電容器，可以說是與在高輸出的應用優(yōu)良的放電特性的電容器。在一個圓柱型的200法拉鋰離子電容器和常規(guī)的對稱的EDLC，其大小是類似于鋰離子電容器的Ragone曲線比較，鋰離子電容器的能量密度為8.6瓦時/千克，大得多(約6.5倍)，比1.5瓦時/公斤的常規(guī)EDLC的。

圖6：比ELDCs結果節(jié)省空間更高的鋰離子電容器的能量密度。

節(jié)省空間

由于其高能量密度，多個的EDLC可以替換為一個鋰離子電容器。在應用中，如服務器和使用幾十的EDLC的集成電路，這會導致顯著節(jié)省空間，從而允許為每個組件之間的整體減少在空間或更多的空間。使用較少的電容器也有助于通過降低發(fā)熱元件的數(shù)量提高熱設計。

鋰離子電容器的安全性

用在負極由摻雜鋰離子的碳系材料可以創(chuàng)建有關的安全性，類似鋰離子電池(LIB)的擔憂。然而，它們的正極的材料組合物是非常不同：LIB采用金屬氧化物及鋰離子電容器用碳系材料，如活性炭，不含有氧氣。這種區(qū)分他們的反應，當內部短路發(fā)生。在LIBS，當內部短路發(fā)生時，內部電池的溫度由短路電流上升。負電極和電解質溶液之間的下列反應導致增加的電池內的壓力，其次是晶體的崩潰在正電極和氧中的正極的氧化產物的釋放。這會導致另一個熱失控，和，在某些情況下，點火或爆炸可能發(fā)生由于進一步上升的電解液的內部單元和汽化的壓力。與此相反，電池的內部壓力也上升在鋰離子電容器，但在此之后，由于材料在正電極中的不同，熱失控現(xiàn)象不會發(fā)生，將反應悄悄與安全的開口完成閥門。因此，鋰離子電容器也不會造成任何嚴重的事故，例如通過即使內部短路或其它意外事故發(fā)生時，由于它的正電極相比，LIBS材料的差的熱失控火災或爆炸。鋰離子電容器，可以說是邏輯上安全的能量裝置，以往的非水溶劑系的EDLC的。下面是一個釘刺試驗到200法拉圓柱型鋰離子電容器的結果，假定一個實際的內部短路。

圖7：一個釘刺到200圓柱形結果法拉鋰離子電容器。這些結果表明，鋰離子電容器，是一種安全的設備。即使的細胞的增加的外部壁的溫度短路后100ºC，溫度逐漸降低，所述細胞不導致嚴重的問題，如主要的變形或爆炸。與這些結果中，該鋰離子電容器等效于對稱型雙電層電容器中的安全性。此外，它具有許多功能，例如，它不會引起熱失控，即使上升內部單元溫度，不同于LIBS，并且它不含任何金屬氧化物作為正電極的材料。此外，如果發(fā)生了內部短路，從負電極的基體材料的洗脫內部短路不可能作為負電極的電勢不超過Cu的洗脫潛力。

鋰離子電容器的應用

•在服務器和存儲設備的集成電路，處理器，存儲器和更多的備用電源。的鋰離子電容器非常適合緊，高溫的空間，因為它提供了能量密度高達四倍的EDLC，優(yōu)異的熱性能特性，電壓保持時間和浮充電的低劣化。

•電源的小家電，應用快速充電，輕量，低自放電特性。

•能源設備結合光伏電池或風力發(fā)電機(例如凸起的標記，發(fā)光負載標志，街道信號燈，或小的LED照明)。

•輔助功率器件為節(jié)能裝置(如復印機和在啟動時對投影快速鼓加熱)。

•汽車計算機設備，如怠速停止裝置，硬盤錄像機和制動器用導線。