儲能主要是指電能的儲存。電容器是一種儲能原件，其儲存的電能與自身的電容和端電壓的平方成正比。電容儲能容易保持，不需要超導(dǎo)體。電容儲能還有很重要的一點(diǎn)就是能夠提供瞬間大功率，非常適合于激光器，閃光燈等應(yīng)用場合。儲能本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來說卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步階段。

日前，中國科學(xué)院北京分院馬衍偉研究團(tuán)隊(duì)在高性能柔性儲能器件制備技術(shù)方面取得新進(jìn)展，通過從材料到器件的協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)，開發(fā)出一種高比能柔性固態(tài)鋰離子電容器的規(guī)模化制備技術(shù)。原位電化學(xué)測試表明，經(jīng)過數(shù)千次彎折，波浪狀鋰離子電容器的容量幾乎沒有衰減，展現(xiàn)了良好的柔性可彎曲性能。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鋁塑電池/超級電容器的柔性化，并且與常規(guī)制備工藝兼容，提供了一種規(guī)模化制備柔性儲能器件的方法。

電容器是儲存電量和電能(電勢能)的元件。一個(gè)導(dǎo)體被另一個(gè)導(dǎo)體所包圍，或者由一個(gè)導(dǎo)體發(fā)出的電場線全部終止在另一個(gè)導(dǎo)體的導(dǎo)體系，稱為電容器。

兩個(gè)相互靠近的導(dǎo)體，中間夾一層不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì)，這就構(gòu)成了電容器。當(dāng)電容器的兩個(gè)極板之間加上電壓時(shí)，電容器就會儲存電荷。電容器的電容量在數(shù)值上等于一個(gè)導(dǎo)電極板上的電荷量與兩個(gè)極板之間的電壓之比。電容器的電容量的基本單位是法拉(F)。在電路圖中通常用字母C表示電容元件。

電容器在調(diào)諧、旁路、耦合、濾波等電路中起著重要的作用。晶體管收音機(jī)的調(diào)諧電路要用到它，彩色電視機(jī)的耦合電路、旁路電路等也要用到它。

隨著電子信息技術(shù)的日新月異，數(shù)碼電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快，以平板電視(LCD和PDP)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品為主的消費(fèi)類電子產(chǎn)品產(chǎn)銷量持續(xù)增長，帶動了電容器產(chǎn)業(yè)增長。

超級電容器又稱為雙電層電容器、電化學(xué)電容器，是電化學(xué)性能介于傳統(tǒng)電容器和電池的一種新型的電化學(xué)儲能裝置。它主要是通過雙電層電容和氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的法拉第準(zhǔn)電容存儲能量。一般說來，超級電容器的儲能方式是可逆的，因此可用來解決電池記憶等問題。當(dāng)前，超級電容器的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其是在混合動力汽車方面。其作為混合動力汽車的電源，可以很好地滿足汽車在啟動、爬坡和加速時(shí)對高功率的需求，從而有效地節(jié)約能源并提高電池的使用壽命。

對于超級電容器來說，依據(jù)不同的內(nèi)容可有不同的分類方法。首先，根據(jù)不同的儲能機(jī)理，可將超級電容器分為雙電層電容器和法拉第準(zhǔn)電容器兩大類。其中，雙電層電容器主要是通過純靜電電荷在電極表面進(jìn)行吸附來產(chǎn)生存儲能量。法拉第準(zhǔn)電容器主要是通過法拉第準(zhǔn)電容活性電極材料(如過渡金屬氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生法拉第準(zhǔn)電容，從而實(shí)現(xiàn)對能量的存儲與轉(zhuǎn)換。其次，根據(jù)電解液種類可分為水系超級電容器和有機(jī)系超級電容器兩大類。此外，根據(jù)活性材料的類型是否相同，可分為對稱超級電容器和非對稱超級電容器。最后，根據(jù)電解液的狀態(tài)形式，又可將超級電容器分為固體電解質(zhì)超級電容器和液體電解質(zhì)超級電容器兩大類。

儲能元件在交流電路中，平均功率為0也就是無功率消耗無能量的消耗，只有能量的轉(zhuǎn)換。所以稱為儲能元件。最常見的儲能元件是電容和電感，及化學(xué)電池含有儲能元件的電路，從一種穩(wěn)態(tài)變換到另一種穩(wěn)態(tài)必須要一段時(shí)間，這個(gè)變換過程就是電路的過渡過程。產(chǎn)生過渡過程的原因是能量不能躍變，電路換路時(shí)的初始值可由換路定律來確定。電容存儲的是電荷。電感存儲的是磁通引起的材料極化能，空心電感的能量主要存儲在電感線圈自身的材料里，有芯電感的能量主要存儲在磁性材料里。

延伸閱讀

柔性電子技術(shù)是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術(shù)。相對于傳統(tǒng)電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應(yīng)不同的工作環(huán)境，滿足設(shè)備的形變要求。但是相應(yīng)的技術(shù)要求同樣制約了柔性電子的發(fā)展。

首先，柔性電子在不損壞本身電子性能的基礎(chǔ)上的伸展性和彎曲性，對電路的制作材料提出了新的挑戰(zhàn)和要求;

其次，柔性電子的制備條件以及組成電路的各種電子器件的性能相對于傳統(tǒng)的電子器件來說仍然不足，也是其發(fā)展的一大難題。柔性電子可概括為是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金屬基板上的新興電子技術(shù)，以其獨(dú)特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工藝，在信息、能源、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，如柔性電子顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管OLED、印刷RFID、薄膜太陽能電池板、電子用表面粘貼等。

與傳統(tǒng)IC技術(shù)一樣，制造工藝和裝備也是柔性電子技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力。柔性電子制造技術(shù)水平指標(biāo)包括芯片特征尺寸和基板面積大小，其關(guān)鍵是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性電子器件。

新聞來源：中國科學(xué)院北京分院