コンデンサは電荷を蓄える部品です。一般的なコンデンサと超コンデンサ（EDLC）のエネルギー貯蔵原理は同じで、どちらも静電場の形で電荷を蓄えますが、超コンデンサはエネルギーの急速な放出と貯蔵に適しており、特に精密なエネルギー制御や瞬時負荷装置に適しています。
以下では、主な従来のコンデンサとスーパーコンデンサについて説明します。
| 比較項目 | 従来のコンデンサ | スーパーキャパシタ |
| 概要 | 従来のコンデンサは、永久電荷を蓄える静電荷蓄積誘電体であり、広く利用されています。電子電力分野において不可欠な電子部品です。 | スーパーキャパシタは、電気化学キャパシタ、二重層キャパシタ、金キャパシタ、ファラデーキャパシタとも呼ばれ、電解質を分極させることでエネルギーを蓄えるために 1970 年代から 1980 年代にかけて開発された電気化学素子です。 |
| 工事 | 従来のコンデンサは、互いに近接して平行に配置されていますが接触しておらず、その間に絶縁誘電体が配置されている 2 つの金属導体 (電極) で構成されています。 | スーパーキャパシタは、電極、電解質（電解質塩を含む）、およびセパレーター（正極と負極の接触を防ぐ）で構成されています。 電極は活性炭でコーティングされており、その表面には小さな孔があり、電極の表面積を広げてより多くの電気を節約します。 |
| 誘電体材料 | コンデンサー内の電極間の誘電体として、酸化アルミニウム、ポリマーフィルム、またはセラミックが使用されます。 | スーパーキャパシタには誘電体が存在しません。代わりに、固体（電極）と液体（電解質）の界面における電気二重層を誘電体の代わりに利用します。 |
| 動作原理 | コンデンサの動作原理は、電界の力によって電荷が移動し、導体間に誘電体があると電荷の移動が妨げられ、導体上に電荷が蓄積され、結果として電荷が蓄積されるというものです。 | 一方、スーパーキャパシタは、電解質の分極と酸化還元擬似容量電荷によって二重層電荷エネルギー貯蔵を実現します。 スーパーキャパシタのエネルギー貯蔵プロセスは化学反応なしで可逆的であるため、数十万回繰り返し充電と放電が可能です。 |
| キャパシタンス | 容量が小さい。 一般的な静電容量は数 pF から数千 μF の範囲です。 | 容量が大きくなりました。 スーパーキャパシタの容量は非常に大きいため、バッテリーとして使用することができます。スーパーキャパシタの容量は、電極間の距離と電極の表面積に依存します。そのため、高容量を実現するために、電極に活性炭を塗布して表面積を増加させます。 |
| エネルギー密度 | 低い | 高い |
| 比エネルギー | <0.1 Wh/kg | 1～10Wh/kg |
| 比出力 | 100,000Wh/kg以上 | 10,000Wh/kg以上 |
| 充電/放電時間 | 従来のコンデンサの充電時間と放電時間は通常 103 ～ 106 秒です。 | ウルトラキャパシタは、バッテリーよりも速く（最速10秒）充電でき、従来のコンデンサよりも単位体積あたりの電荷量が多い。そのため、バッテリーと電解コンデンサの中間に位置すると考えられている。 |
| 充放電サイクル寿命 | 短い | より長い （通常10万回以上、最大100万サイクル、10年以上の適用） |
| 充放電効率 | 95%以上 | 85%～98% |
| 動作温度 | -20～70℃ | -40～70℃ （優れた極低温特性と広い温度範囲） |
| 定格電圧 | より高い | より低い （通常2.5V） |
| 料金 | より低い | より高い |
| アドバンテージ | 損失が少ない 高い集積密度 有効電力と無効電力の制御 | 長寿命 超高容量 充電と放電時間が速い 高負荷電流 より広い動作温度範囲 |
| 応用 | ▶出力スムーズ電源。 ▶力率改善（PFC） ▶周波数フィルター、ハイパスフィルター、ローパスフィルター。 ▶信号の結合と分離。 ▶モータースターター; ▶バッファ（サージプロテクターおよびノイズフィルター） ▶発振器。 | ▶新エネルギー自動車、鉄道、その他の輸送用途。 ▶電解コンデンサバンクの代替となる無停電電源装置（UPS）。 ▶携帯電話、ノートパソコン、ハンドヘルドデバイスなどの電源。 ▶数分でフル充電できる充電式電動ドライバー。 ▶非常照明システムおよび高出力電気パルス装置 ▶IC、RAM、CMOS、クロック、マイコンなど |
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投稿日時: 2021年12月22日