¿Por qué los súper condensadores aún no han reemplazado las baterías?

Porque su densidad de energía es mucho menor que las baterías.

Baterías: alta densidad de energía, baja tasa de descarga máxima, baja tasa de carga
Condensadores: baja densidad de energía, alta velocidad de descarga máxima, alta velocidad de carga

Los supercaps están en algún lugar entre los 2.

Con un supercap, podrás cargar tu teléfono en unos minutos, pero solo durará algo como una hora. La mayoría de las personas quieren que sus teléfonos duren más y no les importa tanto el tiempo de carga.

Los supercondensadores aún tienen una de las limitaciones intrínsecas de los condensadores normales. A medida que se descargan, el voltaje cae.

La mayoría de las células químicas recargables que usamos tienden a permanecer en un voltaje promedio hasta que finalmente fallan.

Si bien una súper tapa puede ser capaz de mantener una carga bastante alta sin mucha pérdida, aún no supera una batería cuando se trata del ciclo de descarga y solo una pequeña fracción de la carga total está disponible para el dispositivo accionado hasta que la producción cae por debajo de un nivel útil.

Si considera un teléfono inteligente moderno que se ejecuta en una sola celda a base de litio de 3.6V, una súper tapa equivalente necesitaría cargarse hasta aproximadamente 10V y regularse con mucho cuidado hasta que su salida caiga por debajo, digamos, 3V. La mayoría de las supercapas disponibles para el mercado de consumo aún no manejan voltajes tan altos (la mayoría son alrededor de 2V cada una), y aún ocuparían más espacio que la celda química actual.

No veo que los fabricantes gasten más para incluir la regulación interna de una fuente de energía tan variable.

Son demasiado pesados, voluminosos y caros en comparación con las baterías.

Como ya se señaló, funcionan bien en aplicaciones donde el peso y el tamaño son menos problemáticos y se necesita cargar / descargar con frecuencia (tranvía eléctrico cargado en cada parada).

Una cosa a considerar es que el voltaje varía más en comparación con las baterías que requieren componentes electrónicos más complejos.

Los supercondensadores se usan ampliamente en varios sistemas de armas (láser, cañón de riel, EMP, catapulta de portaaviones).

Debido a que la capacidad de energía total es menor que las baterías, la más alta es Li-Ion, en realidad en producción comercial, por lo que el total de kilovatios-hora por kilogramo es mucho más bajo. Además, el voltaje de salida de un condensador es variable, lo que supone un desafío para que el sistema de conversión entregue un voltaje constante como la mayoría de la electrónica necesita. Por cierto, para cargarlo, el cargador también es compatible, debido a la tensión variable, no pueden ser muy eficientes energéticamente.

Los supercondensadores son adecuados para algunas aplicaciones. China ahora tiene un tranvía con supercondensador. Puede leerlo en varios artículos vinculados aquí: Google

En general, la tecnología parece prometedora para el suministro de energía de corto plazo y la recaptura, como en vehículos eléctricos con frenado regenerativo. Podrían ser una ventaja en los vehículos de entrega y de pasajeros con una fuerte actividad de parada y arranque.

No pueden ejecutar un teléfono todo el día.

La densidad de energía para la súper tapa generalmente es inferior a 10 Wh / kg, mientras que la batería de iones de litio en su teléfono tiene alrededor de 200Wh / kg.

Como con la mayoría de las preguntas de este tipo, la tecnología aún no está lista. Cuando la capacidad crezca lo suficiente y cueste reducirla, lo harán.