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超级电容       ★★★ 【字体:
超级电容
作者:imefan    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-11-4    

  超级电容又叫法拉电容,它的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大,对外表现和电池相同,因此也有称作“电容电池”。它是一种电化学元件,通过极化电解质来储能。但在其储能的过程中并不发生化学反应,而且是可逆的,因此,这种超级电容器可以反复充放电数十万次。它可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近,故称双层电容器。

  超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件,它既有电容器可以快速充放电的特点,又具有电化学电池的储能机理。
  超级电容器,按材料可以分为两类:
 1、以活性炭材料为电极,以电极双电层电容的机制储存电荷,通常被称作双电层电容器(DLC);
 2、以二氧化钙或者导体聚合物等材料为阳极,以氧化还原反应的机制存储电荷,通常被称作电化学电容器。
  作为一种新型储能元件,电化学电容器的容量可高达上万法拉,能够实现快速充放电和大电流放电,并比蓄电池具有更高的功率密度(可达1000W/KG数量级)和更长的循环使用寿命,同时可在极低温等到极端恶劣的环境中使用,并且无环境污染。这些特点使得电化学电容器在电动汽车、通讯、消费和娱乐电子、信号监控等领域的电源应用方面具有广阔的市场前景。
  超级电容(Supercapacitor)属于双电层电容器(Electricai Double-Layer Capacitor),它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种,其基本原理和其它种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

超级电容的特点:

  (1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;
  (2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;
  (3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;
  (4)功率密度高,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;
  (5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;
  (6)充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;
  (7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;
  (8)检测方便,剩余电量可直接读出;
  (9)容量范围通常0.1F--1000F 。 

 法拉(farad),简称“法”,符号是F
 1法拉是电容存储1库仑电量时,两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V
 1库仑是1A电流在1s内输运的电量,即1C=1A·S。
 1库仑=1安培·秒
 1法拉=1安培·秒/伏特

做一下类比:
  电瓶(蓄电池)12伏14安时的放电量=14*3600/12=42700 法拉(F)

超级电容的缺点:

  如果使用不当会造成电解质泄漏等现象;它和侣电解电容器相比,内阻较大,因而不可以用于交流电路,而且内阻还阻碍其快速放电,超级电容器的时间常数T在1~2S,阻容式电路完全放电大约需要5T,也就是说如果短路放电大约需要5~10S,但由于电极的特殊结构,实际上要花上数个小时才能将残留的电荷完全释放。

文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
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