超級電容的簡介及工作原理
超級電容器之所以稱之為“超級”的原因：
超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。
超級電容器在分離出的電荷中存儲能量，用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。
傳統電容器的面積是導體的平板面積，為了獲得較大的容量，導體材料卷制得很長，有時用特殊的組織結構來增加它的表面積。傳統電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。
超級電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結構允許其面積達到2000m2/g，通過一些措施可實現更大的表面積。超級電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質離子尺寸決定的。該距離（<10 Å）和傳統電容器薄膜材料所能實現的距離更小。
龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級”所在。
控制超級電容器的放電：
超級電容器的電阻阻礙其快速放電，超級電容器的時間常數τ在1~2s，完全給阻-容式電路放電大約需要5τ，也就是說如果短路放電大約需要5~10s。（由于電極的特殊結構它們實際上得花上數個小時才能將殘留的電荷完全放干凈）
放電的控制時間：
超級電容器可以快速充放電，峰值電流僅受其內阻限制，甚至短路也不是致命的。實際上決定于電容器單體大小，對于匹配負載，小單體可放10A，大單體可放1000A。另一放電率的限制條件是熱，反復地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高，最終導致斷路。1、超級電容器具有固定的極性。使用前應確認極性。
2、應在標稱電壓下使用。 當電容器電壓超過標稱電壓時，將會導致電解液分解，同時電容器會發(fā)熱，容量下降，而且內阻增加，壽命縮短，在某些情況下，可導致電容器性能崩潰。
3、不可應用于高頻率充放電的電路中。高頻率的快速充放電會導致電容器內部發(fā)熱，容量衰減，內阻增加，在某些情況下會導致電容器性能崩潰。
4、外部環(huán)境溫度對使用壽命有著重要影響。電容器應盡量遠離熱源。
5、被用做后備電源時的電壓降。由于超級電容器具有內阻較大的特點，在放電的瞬間存在電壓降ΔV=IR。
6、不可處于相對濕度大于85%或含有有毒氣體的場所。這些環(huán)境下會導致引線及電容器殼體腐蝕，導致斷路。
7、不能置于高溫、高濕的環(huán)境中。應在溫度-30+50℃、相對濕度小于60%的環(huán)境下儲存，避免溫度驟升驟降，否則會導致損壞。
8、用于雙面電路板上時連接處不可經過電容器可觸及的地方。由于超級電容器的安裝方式，會導致短路現象。
9、當把電容器焊接在線路板上，不可將電容器殼體接觸到線路板上。否則焊接物會滲入至電容器穿線孔內，對電容器性能產生影響。
10、安裝超級電容器后，不可強行傾斜或扭動電容器。否則會導致電容器引線松動，導致性能劣化。
11、在焊接過程中避免使電容器過熱。若在焊接中使電容器出現過熱現象，會降低電容器的使用壽命，例如：如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板，焊接過程應為260℃，時間不超過5s。
12、在電容器經過焊接后，線路板及電容器需要經過清洗。因為某些雜質可能會導致電容器短路。
13、將電容器串聯使用。由于工藝原因，單極超級電容器的額定工作電壓一般在2.8V左右，所以大多情況下必須串聯使用，由于串聯回路每個單體容量很難保證100%相同，也很難保證每個單體漏電也相同，這樣就會導致串聯回路的每個單體充電電壓不同，可能會導致電容器過壓損壞，因此，超級電容器串聯必須附加均壓電路。當超級電容器進行串聯使用時，存在單體間的電壓均衡問題，單純的串聯會導致某個或幾個單體電容器過壓，從而損壞這些電容器，整體性能受到影響，故在電容器進行串聯使用時，需得到廠家的技術支持。
對于超級電容的選擇，功率要求、放電時間及系統電壓變化起決定作用。超級電容器的輸出電壓降由兩部分組成，一部分是超級電容器釋放能量；另一部分是由于超級電容器內阻引起。兩部分誰占主要取決于時間，在非？斓拿}沖中，內阻部分占主要的，相反在長時間放電中，容性部分占主要。
以下基本參數決定選擇的電容器的大小：
1、 最高工作電壓；2、 工作截止電壓；
3、 平均放電電流；
4、 放電時間多長。
超級電容與電池比較有如下特性：
a.超低串聯等效電阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數十倍以上，適合大電流放電，（一枚4.7F電容能釋放瞬間電流18A以上）。b. 超長壽命，充放電大于50萬次，是Li-Ion電池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd電池的1000倍，如果對超級電容每天充放電20次，連續(xù)使用可達68年。
c. 可以大電流充電，充放電時間短，對充電電路要求簡單，無記憶效應。
d. 免維護，可密封。
e.溫度范圍寬-40℃～+70℃，一般電池是-20℃～60℃。
f.超級電容可以串并聯組成成超級電容模組，可耐壓儲存更高容量。
超級電容器不同于電池，在某些應用領域，它可能優(yōu)于電池。有時將兩者結合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結合起來，不失為一種更好的途徑。
超級電容器在其額定電壓范圍內可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學反應限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。
超級電容器的荷電狀態(tài)（SOC）與電壓構成簡單的函數，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復雜的換算。
超級電容器與其體積相當的傳統電容器相比可以存儲更多的能量，電池與其體積相當的超級電容器相比可以存儲更多的能量。在一些功率決定能量存儲器件尺寸的應用中，超級電容器是一種更好的途徑。
超級電容器可以反復傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。
超級電容器可以快速充電而電池快速充電則會受到損害。
超級電容器可以反復循環(huán)數十萬次，而電池壽命僅幾百個循環(huán)。
所有的解釋均由村田代理商穎特新提供
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-17
