什么是超级电容/法拉电容?

tianjiashan

什么是超级电容器?

    ◆超级电容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能.它是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。

    ◆超级电容器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。

    超级电容器为何不同于传统电容器其"超级"在哪?

    ◆超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大.◆传统电容器的面积是导体的平板面积,为了获得较大的容量,导体材料卷制得很长,有时用特殊的组织结构来增加它的表面积.传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板,一般为塑料薄膜、纸等,这些材料通常要求尽可能的薄.◆超级电容器的面积是基于多孔炭材料,该材料的多孔结够允许其面积达到2000m2/g,通过一些措施可实现更大的表面积.超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的.该距离(<10&Aring;)和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小.◆这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量,这也是其“超级”所在。

    超级电容器有哪些优点和缺点?

    一、优点

    ◆在很小的体积下达到法拉级的电容量;

    ◆无须特别的充电电路和控制放电电路

    ◆和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响;

    ◆从环保的角度考虑,它是一种绿色能源;

    ◆超级电容器可焊接,因而不存在象电池接触不牢固等问题;

    二、缺点

    ◆如果使用不当会造成电解质泄漏等现象;

    ◆和铝电解电容器相比,它内阻较大,因而不可以用于交流电路;

    超级电容器都有哪些应用?

    ◆超级电容器的低阻抗对于当今许多高功率应用是必不可少的.对于快速充放电,超级电容器小的ESR意味着更大的功率输出.◆瞬时功率脉冲应用,重要存储、记忆系统的短时间功率支持.

    应用举例

    1、快速充电应用,几秒钟充电,几分钟放电.例如电动工具、电动玩具;

    2、在UPS系统中,超级电容器提供瞬时功率输出,作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充;

    3、应用于能量充足,功率匮乏的能源,如太阳能;

    4、当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持;

    5、小电流,长时间持续放电,例如计算机存储器后备电源;

bsp;我可以多快给超级电容器放电?
    ◆超级电容器可以快速充放电,峰值电流仅受其内阻限制,甚至短路也不是致命的.

    ◆实际上决定于电容器单体大小,对于匹配负载,小单体可放10A,大单体可放1000A.

    ◆另一放电率的限制条件是热,反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高,最终导致断路.

    我怎么样控制超级电容器的放电?

    ◆超级电容器的电阻阻碍其快速放电,超级电容器的时间常数τ在1~2s,完全给阻-容式电路放电大约需要5τ,也就是说如果短路放电大约需要5~10s.(由于电极的特殊结构它们实际上得花上数个小时才能将残留的电荷完全放干净)

    超级电容器比电池更好?

    ◆超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池.有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径.

    ◆超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出.而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏.

    ◆超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算.

    ◆超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量.在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径.

    ◆超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣.

    ◆超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害.

    ◆超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环.

    如何选择我所需的超级电容器?

    ◆首先,功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用.

    ◆超级电容器的输出电压降由两部分组成,一部分是超级电容器释放能量;另一部分是由于超级电容器内阻引起.两部分谁占主要取决于时间,在非常快的脉冲中,内阻部分占主要的,相反在长时间放电中,容性部分占主要.

    ◆以下基本参数决定您选择电容器的大小

    1、最高工作电压;

    2、工作截止电压;

xc520hl

超级电容器(supercapacitor)，又叫双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容。它与普通电容的最大区别是它是一种电化学的物理部件，但本身并不进行化学反应，超级电容的储电量特别大，达到法拉级的电容量。怎么样增加两极板的面积呢？超级电容通过注入电解质来储能，电解质在电极的作用下，电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小(一般0.5mm以下)，再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。   
   超级电容融合了普通电容的物理特性，很多优势是传统电容、电池无法比拟的：
    1.具有法拉级的超大电容量，这比普通电容要大得多。
    2.可以瞬间释放的功率比普通电池高近十倍，而且不会损坏。   
    3.充放电循环寿命在十万次以上，这是最大的优点之一，传统电池一般只能充放数百次。
    4.能在40度至60度的环境温度中正常使用，传统电池低温下效能将会大大降低。
    5.有超强的荷电保持能力，漏电量非常小，传统电池要经常充电才能保持状态。
    6.充电迅速，它的速度比普通电池快几十倍，几分钟就可充满一辆汽车所需要的电量。
    7.本身不会对环境造成污染，真正免维护，而传统电池仍是有污染。
    但超级电容器有最致命的两个缺点：一是它的体积比较大，与体积相当的电池相比，它的储电量要小。二是即使达到法拉级的电量，但与传统电池相比，仍然少得可怜，按目前的技术，它仍然不能作为电动力的主要储电器，因为它的电量只能驱动车辆行驶几公里。

边缘设计

hehe ,这个东西好啊，免得蓄电池的铅污染

zyhh

缺点是致命的，应用上就存在问题。

wangjiayan306

上海有超级电容公交车在示范运行.

penphee

除了公交车，好像其他地方都不适用
能量比太小了

chfjeffrey

这个是很重要的东西，因为电机回馈充电电流太大，必须有中间介质缓冲

红顶游侠

嗯！很不错的宝贝啊！不过性能有待提升！包括充放电控制电路的改进！

枫哲展

优点很吸引，但是缺点也很棘手，不然早就普及电容电池了

forecon

法拉电容:
■ 应用领域
1. 可作为玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率电器的驱动电源。
2. 可在太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。
3.可用作小型UPS电源
4.可用于电子产品的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源。如：数码相机、掌上电脑、电子门锁、智能电表、远程抄表系统、仪器仪表、程控交换机、数控机、无绳电话等。
5.可在小型充电产品中代替充电电池。如：手摇发电手电筒。
6. 可在水表、煤气表中作电磁阀的启动电源。
电容器特性：
a. 体积小，容量大，电容量为同体积电解电容的40倍以上；
b. 充放电性能强，充电在几秒内就可达到额定容量的95%，且充放电次数可达100万次以上，寿命可达40万小时以上；
c. 过电压不击穿，充放电线路简单，安全可靠；使用温度在-25℃--85℃；
d. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；
深圳市富威康超级电容科技有限公司是一家集研发、生产、销售于一体的法拉电容和超级电容专业生产商。产品主要应用于：CMOS掉电保护， 数码相机， 手摇充电电筒，智能三表，税控机NP3、微型DVD、VCD、环保手电筒、玩具,在智能工控、仪表、智能家电控制模块等方面也有应用,还广泛应用于电子钟表、手机、汽车音响、数码功放、烤面包机、太阳能计算器、太阳能草坪灯、高速公路指示灯充电器PDA等领域。
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