Zowel ultracondensatoren als batterijen zijn componenten voor energieopslag. Het energieopslagproces van supercondensatoren is echter een fysisch proces, terwijl energieopslag in batterijen een chemische reactie is. Dit is een essentieel verschil.
De vermogenskarakteristieken van een supercondensator zijn beter dan die van een batterij, omdat deze snel kan worden opgeladen en ontladen met een hoge stroomsterkte. De energiedichtheid van een batterij is hoger dan die van een supercondensator, en een batterij kan bij hetzelfde volume meer energie opslaan. Een supercondensator is een elektrodeplaat van een actief koolstofmateriaal, een geleidend koolstofzwart en een bindmiddel. Door gebruik te maken van een gepolariseerde elektrolyt worden positieve en negatieve ionen in de elektrolyt geadsorbeerd, waardoor een dubbele elektrische laagstructuur ontstaat voor energieopslag. Het energieopslagproces verloopt in principe zonder chemische reactie, waardoor de levensduur zeer lang is. Het aantal laad- en ontlaadcycli bedraagt doorgaans meer dan 500.000, terwijl dit bij batterijen veel lager ligt: loodzuurbatterijen 500 keer, lithiumbatterijen 1000-1500 keer. De laad- en ontlaadtijden verschillen per type batterij. Supercondensatoren werken bij een breder temperatuurbereik dan batterijen, van -40 tot 65 graden Celsius.
Het gebruik van beide is ook verschillend. De energiedichtheid van supercondensatoren is laag, maar hun uitstekende cyclusprestaties, milieuvriendelijkheid en hoge vermogen maken ze breed inzetbaar in noodstroomvoorzieningen, hoogfrequent laden en ontladen, en toepassingen met een hoog vermogen. Batterijen daarentegen hebben een hoge energiedichtheid, maar dit heeft als inherente beperking hun levensduur. Overladen en overontladen kunnen onherstelbare schade veroorzaken en ze zijn bovendien niet milieuvriendelijk. Zolang er echter nog geen energieopslagcomponenten zijn gevonden die een dergelijke hoge energiedichtheid kunnen vervangen, zal de toekomst nog lang in handen zijn van batterijen (lithium-ionbatterijen). Uiteindelijk zullen ze zelfs benzine en andere brandstoffen vervangen en de belangrijkste energiebron voor voertuigen worden.
De relatie tussen beide is dat de voordelen van de hoge vermogensafgifte van de supercondensator en het vermogen om hoge laad- en ontlaadstromen te accepteren, gecombineerd kunnen worden met de hoge energiedichtheid van de batterij, wat resulteert in een langere levensduur van de batterij en een energiebesparing voor elektrische voertuigen.
Geplaatst op: 19 september 2023