當(dāng)我們關(guān)注能源和能量存儲應(yīng)用領(lǐng)域時，我們會發(fā)現(xiàn)電容器是該領(lǐng)域的“無名英雄”。作為無源器件，電容器有兩個端子，可存儲能量并在需要時釋放能量—常常用來作為“備用”電源。 在日常生活中，電容器的用途比我們想象的還要廣。 例如，電容器可以用到鬧鐘等簡單日常用品，我們還可以常備一個荷電電容器，以便在斷電時應(yīng)急使用。 還是拿鬧鐘舉例，如果電源斷開，電容器就會放電——向時鐘電路輸送電流，以確保其繼續(xù)運行。隨著電容器的應(yīng)用越來越廣，新型電容器正在不斷進(jìn)入市場，超級電容器（又稱雙電層電容器，EDLC）現(xiàn)在也被更大規(guī)模的使用。新能源汽車， 諸如純電動車、混合動力汽車和電動巴士等都依賴于超級電容，因為它們具有比標(biāo)準(zhǔn)電容器大得多的電荷存儲空間，此外一些大功率和再生能源應(yīng)用領(lǐng)域也在利用超級電容技術(shù)。其他應(yīng)用領(lǐng)域包括國防、能源、航空航天以及各種工業(yè)應(yīng)用。

電容器和超級電容器的用途

汽車領(lǐng)域是電容器和超級電容器的關(guān)鍵市場，汽車的許多功能為電容器提供用武之地。啟動／停止功能和動力轉(zhuǎn)向需要電容器，混合動力汽車驅(qū)動需要超級電容器具有更大的功率容量。隨著電動汽車不斷發(fā)展并進(jìn)入主流汽車市場，對電容的需求將進(jìn)一步增加。 未來技術(shù)進(jìn)步有可能使超級電容器取代鋰離子電池作為動力源，并提供與汽油車甚至柴油動力汽車相當(dāng)?shù)男旭偫锍獭?/p>

鐵路行業(yè)也開始充分挖掘超級電容器技術(shù)的應(yīng)用潛力。比如由西班牙薩拉戈薩市的鐵路公司CAF制造的Urbos 3有軌電車，其使用一系列超級電容器，這些超級電容器位于車廂上部，用于回收剎車能量——可節(jié)省35％的電力。超級電容器可在電車停靠站充電而不需要架空電纜，也可在某些停靠站之間運行而無需使用電纜連接。

在再生能源領(lǐng)域，超級電容器在風(fēng)力渦輪機等應(yīng)用中具有重要地位。渦輪機的葉片必須定期調(diào)整，以確保渦輪機在符合風(fēng)力條件的最佳水平下運行，并避免機械壓力（應(yīng)力）。為此，必要時要使用槳距控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果電源出現(xiàn)故障，超級電容器可接通并輸送足夠大的能量，使葉片間距返回到安全位置，并關(guān)閉渦輪機，而電池電源并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能。

超級電容器在光伏（太陽能）和波浪發(fā)電應(yīng)用的未來發(fā)展中會發(fā)揮關(guān)鍵作用。光伏發(fā)電技術(shù)和波浪發(fā)電技術(shù)在輸出功率方面都有波動性。 超級電容器可減輕這種效應(yīng)：通過稱為“勻化”的工藝，超級電容器有助于提供更恒定的功率水平。太陽能和波浪能應(yīng)用都產(chǎn)生交流（AC）電壓，該電壓必須通過橋式整流器轉(zhuǎn)換成直流（DC）電壓。 然而，如果在不使用電容器的情況下使用該電源，則當(dāng)電壓在0V與最大電壓之間振蕩時，該供電電源輸出電壓將會出現(xiàn)波動。舉例來說，如果將該電源用于燈泡，則燈泡將忽明忽滅。電容器通過在輸出電壓增加時恒定地存儲能量并在輸出電壓降低時恒定地釋放能量，確保電源平穩(wěn)輸出不會中斷。該工藝的實施可延長這些應(yīng)用中昂貴的專用組件壽命，最終使它們成為更加可靠的清潔能源。

鋁電解電容器的挑戰(zhàn)

鋁電解電容器和超級電容器有一個弱點：在使用壽命期間容易發(fā)生電解質(zhì)干涸——這通常是電容端子密封不完善造成的。少量濕氣會穿透密封材料，導(dǎo)致氣體在電容器內(nèi)部積聚。 電解質(zhì)干涸導(dǎo)致性能持續(xù)劣化，抵消這種效應(yīng)必須使用更大的尺寸或使用兩個電容器。電解質(zhì)的緩慢和連續(xù)蒸發(fā)可導(dǎo)致高達(dá)20％的容量損失，效率損失很大。

常用于密封電容器端子的聚合物密封件是電容器結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，且具有易導(dǎo)致?lián)p害性濕氣滲入和蒸發(fā)損失電解質(zhì)的缺點。與所有有機材料一樣，聚合物易老化并隨著時間變脆，隨后失去氣密性。當(dāng)水汽滲入通過缺陷密封件時，電解質(zhì)隨后蒸發(fā)，最終導(dǎo)致容量和壽命顯著損失。

提高氣密性，有助于提高電容器的容量和壽命

電解質(zhì)泄漏的補救措施是使用電容蓋。通過特殊玻璃密封件代替由有機化合物制成的密封件，電容器端子可密封到鋁蓋中。這可以防止?jié)駳饨?jīng)過電極端子進(jìn)入電容器，并消除電解質(zhì)干涸的問題。由于玻璃是無機材料，玻璃密封件保持永久密封性，因為它們不會隨時間老化或磨損。 玻璃密封蓋子可定制，以滿足小罐和大罐型電容器的廣泛應(yīng)用－包括徑向型、軸向型、卡扣型，超級電容器和雙電層電容器。玻璃－鋁密封（GTAS®） 是玻璃專家SCHOTT專為高能量密度電容器和電池開發(fā)的一項新技術(shù)。該設(shè)計來源于該公司在1939年研發(fā)的特種玻璃和玻璃－金屬密封方面的專業(yè)技術(shù)。 

玻璃－鋁密封（GTAS®）具有廣泛的外在優(yōu)勢。 玻璃－鋁密封的使用溫度范圍廣泛，可耐受從－40 °C到＋150 °C的溫度。 提高密封性還意味著同樣大小或更小尺寸的電容單元可擁有更高的電容量。非老化玻璃密封的可靠密封性不僅延長產(chǎn)品保存期，還延長產(chǎn)品的使用壽命，即使在惡劣的使用環(huán)境下。

玻璃－鋁密封性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛

鋁電解電容器，包括尖端超級電容器，越來越多的被用新興應(yīng)用中。潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源汽車、高功率應(yīng)用、重工業(yè)和可再生能源等。這些應(yīng)用對電容器提出了新技術(shù)要求，需要長期高性能。 這種創(chuàng)新要求正是GTAS發(fā)揮優(yōu)勢的地方：防漏電容器蓋可用于不同尺寸電容器中，滿足其設(shè)計要求。

GTAS電容器蓋可減少20％的電容器封裝體積，減少60％的電容損失和50％的內(nèi)阻。GTAS電容蓋可在極端溫度下使用，與有機密封相比，產(chǎn)品壽命均可延長10－15年。