【導(dǎo)讀】近年來(lái)智能手機(jī)和智能手表等移動(dòng)設(shè)備不斷高機(jī)能化。兼具電話、表、PC、攝像機(jī)、音響、電視、書、游戲機(jī)等功能，甚至幾乎所有的移動(dòng)設(shè)備上都有錢包的功能。每個(gè)功能都要求高級(jí)規(guī)格，設(shè)計(jì)者必須把所有的功能集中在小的空間上，且能夠隨便運(yùn)行。此時(shí)必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題就是「如何設(shè)計(jì)電源」。
因?yàn)榭臻g有限，所以能夠使用的電源和電池的量是有限的。但是如果電力不充足的話，在同時(shí)使用多的功能的時(shí)輸出會(huì)不穩(wěn)定，峰值時(shí)的輸出不足。那么，該怎么辦呢……
這個(gè)令人困擾的問(wèn)題的理想解決方案就是使用村田的超級(jí)電容（EDLC、Supercapacitor）。
與一般電容器相比，能夠儲(chǔ)存更多電荷的超級(jí)電容
超級(jí)電容是電容器的一種，是能夠儲(chǔ)存釋放電力的蓄電裝置。與普通電容器一樣，通過(guò)安裝在電路中，以各種形式輔助蓄電池和電池等電源。
普通電容器由2枚電極（金屬板）和中間夾著的介電質(zhì)組成。一旦施加電壓，電子就聚集在一個(gè)電極上，是儲(chǔ)存電荷的狀態(tài)。此時(shí)電極間的介電質(zhì)通過(guò)「介電分極」現(xiàn)象，發(fā)揮增加靜電容量的作用。
超級(jí)電容是能夠儲(chǔ)存大的電荷并進(jìn)行高輸出的元件
超級(jí)電容也是同樣的基本原理，與普通電容不同的是，電極間是用電解液而不是介電質(zhì)填充。施加電壓的話，電極和電解液的面呈現(xiàn)正負(fù)電荷排列，形成稱為「電氣雙層」的層，在此出存儲(chǔ)電荷。超級(jí)電容的靜電容量與電氣雙層的面積成正比，為了盡可能地使該面積變大，在電極上使用活性炭。活性炭的表面有許多開(kāi)放的孔，這是為了實(shí)際獲得最大的表面積。
超級(jí)電容通過(guò)電極和電解液儲(chǔ)存電氣的構(gòu)造與普通電池一樣。但是電池是利用電極和電解液間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（電極直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并溶解），而超級(jí)電容僅是通過(guò)電子在電極間的移動(dòng)。根據(jù)此不同點(diǎn)顯示出兩者不同的性質(zhì)。舉一個(gè)相對(duì)于電池，超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槌浞烹姇r(shí)，僅通過(guò)電子移動(dòng)，所以電極劣化小，與普通電池相比，可更多地進(jìn)行充放電（村田的超級(jí)電容可使用10萬(wàn)次以上）。
具備傳統(tǒng)電容器和傳統(tǒng)超級(jí)電容無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特性的村田「層壓型超級(jí)電容」
自19世紀(jì)70年代開(kāi)始，超級(jí)電容作為比普通電容具有大的靜電容量的蓄電裝置開(kāi)始商品化，目前為止已經(jīng)研發(fā)了紐扣型和圓柱型。
但是，這些類型中有幾個(gè)缺點(diǎn)。一個(gè)是內(nèi)部阻抗（ESR）大，所以僅限用于低輸出用途。電源上連接超級(jí)電容的話，內(nèi)部阻抗大，所以大電流通過(guò)時(shí)電壓下降嚴(yán)重，在高輸出時(shí)不能提供足夠的能量。還有一個(gè)是紐扣型和圓柱型在形狀上，外部水分會(huì)從封裝部位進(jìn)入產(chǎn)生劣化，以及容易引起電解液蒸發(fā)的「干涸不良」。在靜電容量大這一點(diǎn)上，超級(jí)電容具有的可能性雖然很大，但是這些缺點(diǎn)在實(shí)際使用時(shí)就變成了難點(diǎn)。
村田致力于克服這些缺點(diǎn)，研發(fā)出新的超級(jí)電容。研發(fā)出層壓型超級(jí)電容。
村田的該款超級(jí)電容采用了前面所提到的由電極和電解液組成的電氣雙層結(jié)構(gòu)重疊在一起的結(jié)構(gòu)。通過(guò)該構(gòu)造，內(nèi)部阻抗（ESR）成功下降到傳統(tǒng)超級(jí)電容的1000分之一左右，也可用于電流很大的時(shí)候。此外，通過(guò)縮小封裝部位，也成功防止了外部水分的侵入和電解液的干涸。
村田這樣的超級(jí)電容與傳統(tǒng)的電容器、電池以及其他超級(jí)電容相比，具有很多的優(yōu)越性。由以下的各個(gè)表格可知，與傳統(tǒng)的電容器相比容量大高能量，與電池相比大功率，與傳統(tǒng)超級(jí)電容相比，在高輸出時(shí)也能使用。
尤其能夠發(fā)揮村田超級(jí)電容優(yōu)勢(shì)的情況
具備之前所說(shuō)所有特性的村田超級(jí)電容，在以下情況尤其能夠發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。
需要僅在高輸出的時(shí)候進(jìn)行輔助的輔助電源
想要抑制輸出峰值時(shí)的電壓下降，穩(wěn)定輸出
需要在突然發(fā)生斷電等情況時(shí)也不失去數(shù)據(jù)的構(gòu)造
其次，厚度為2.2～3.7mm，尺寸也僅有2.1cm×1.4cm，既薄又小的形狀也極具吸引力。在電源空間有限的小型設(shè)備上也非常有效。不僅文章開(kāi)頭提到的移動(dòng)設(shè)備，預(yù)計(jì)還可用于小型電機(jī)、音響設(shè)備、高亮度LED、各種通信、各種系統(tǒng)和存儲(chǔ)備份……各種設(shè)備。
對(duì)于各個(gè)設(shè)備，村田的超級(jí)電容提供了至今為止沒(méi)有的解決方案。
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