趣头条超级电容器和电池杂交呢？，杂交水稻解决了吃饭撰文/马晓蕾编辑/温莎设计/杜凯来源/Ec

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撰文/马晓蕾
编辑/温莎
设计/杜凯
来源/Economist ，作者：Anonymous
袁隆平院士的超级杂交水稻解决了全国人的吃饭问题。超级电容器和电池的杂交后代，将给电动汽车带来更高的续航里程和动力，治好人们的电动车焦虑症。

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除了如今普遍应用的电池之外，超级电容器也可以为电动车提供驱动力。如果把电池比作一个马拉松选手，在长距离内提供稳定的放电。超级电容器就是一个短跑运动员，迅速释放大量能量。
快速放电并不是超级电容器的唯一优势，它还可以快速充电。因此它们能够吸收更多车辆减速时产生的电力，在制动能量回收系统中特别有用。不过，它们能够储存的能量只是电池可储存能量的一小部分，因此，在持久力和耐力上，它们比电池差远了，工作不了多久就会力不从心。
工程师们一直在尝试，将超级电容器和电池的最大优势结合起来，制造出一种速度和耐力兼备的存储设备，并且已经取得了一些成果。

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传统电容器（左）和超级电容器（右）
法国普罗旺斯地区艾克斯附近的NawaTechnologies公司声称，该公司已经研发出了类似超级电容器的电池可以将电动汽车的续航里程提高一倍以上，使其单次充电可行驶1000公里。 Nawa称，这种新设备还可以在短短5分钟内充电到80%的容量。

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功率密度VS能量密度
电容器和电池的工作方式不同，所以将它们结合起来是很麻烦的一件事。电容器以物理方式存储能量，存储的是静止电荷，很容易快速放电。所以电容器具有良好的功率密度（单位重量的能量传输率），一个超级电容器的功率密度为每公斤几千瓦。
电池则是以化学方式储存能量，以活性物质的形式储存在两个电极中。这些电极在物理上是分开的，但通过一种叫做电解液的材料连接起来，离子可以从一个电极传递到另一个电极，以允许反应的进行。但是，只有当离子流通过电极之间的外部电路的电子流来平衡时，才会发生这种反应。这种电子流就是电流，这也是电池的工作原理。
因为化学反应过程需要时间，所以电池的功率密度很低。电动汽车使用的锂离子电池的功率密度仅为每公斤0.1千瓦。但由于化学物质可以容纳大量的能量，所以电池虽然功率密度低，却能量密度高（单位重量所能容纳的能量）。一块锂离子电池每公斤可以储存200-300瓦时（wh/kg）。而超级电容器一般能达到近10wh/kg 。

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传统电容器VS超级电容器

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传统电容器和超级电容器都是由一对金属导电板组成（电极为阳极和阴极），由称为电介质的绝缘体隔开
当电压施加到电容器的金属板上时，一个板子的表面会产生正电荷，另一个板子的表面会产生相应的负电荷。而绝缘介质对电子的流动产生阻力，从而以静电场形式储存能量。在通过外部电路连接这两块金属板时，就像电池一样，电流就会流动。

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超级电容器又称双层电容器，它使用电解液代替电介质，在电极上使用活性炭来扩大面积。两个金属板（电极）中间用隔膜隔开，隔膜一般采用的材料是石墨烯（用于现代超级电容器）

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