超级电容概念 超级电容基本参数概念

超级电容器(Supercapacitors,ultracapacitor),又名电化学电容器(ElectrochemicalCapacitors),双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。以下是学习啦小编分享给大家的关于超级电容基本参数概念,欢迎大家前来阅读!

超级电容基本参数概念:

超级电容器具有比二次电池更长的使用寿命,但它的使用寿命并不是无限的,超级电容器基本失效的形式是电容内阻的增加( ESR)与 (或) 电容容量的降低.,电容实际的失效形式往往与用户的应用有关,长期过温(温度)过压 (电压),或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。在规定的参数范围内使用超级电容器可以有效的延长超级电容器的寿命。通常,超级电容器具有于普通电解电容类似的结构,都是在一个铝壳内密封了液体电解液,若干年以后,电解液会逐渐干涸,这一点与普通电解电容一样,这会导致电容内阻的增加,并使电容彻底失效。

一、电压 Voltage

超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压,这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。如果应用电压高于推荐电压,将缩短电容的寿命,如果过压比较长的时间,电容内部的电解液将会分解形成气体,当气体的压力逐渐增强时,电容的安全孔将会破裂或者冲破。短时间的过压对电容而言是可以容忍的 。

二、极性 Polarity

超级电容器采用对称电极设计,也就说,他们具有类似的结构。当电容首次装配时,每一个电极都可以被当成正极或者负极,一旦电容被第一次100%从满电时,电容就会变成有极性了,每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏,但电极依然保留很少一部分的电荷,此时变换极性是不推荐的。电容按照一个方向被充电的时间越长,它们的极性就变得越强,如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性,那么电容的寿命将会被缩短。

三、温度 Ambient Temperature

超级电容器的正常操作温度是-40 ℃ ~ 70℃,温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。通常情况下,超级电容器是温度每升高10℃,电容的寿命就将降低30%~50%,也就说,在可能的情况下,尽可以的降低超级电容器的使用温度,以降低电容的衰减与内阻的升高,如果不可能降低使用温度,那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。比如,如果电容的工作电压降低为1.8V,那么电容可以工作于65℃高温下。如果在低于室温的条件下使用超级电容器,那么可以使超级电容工作高于指定的电压,而不会加快超级电容器内部的退化并影响超级电容器的寿命,在低温下提高超级电容的工作电压,可有效地抵消超级电容低温下内阻的升高。在高温情况下,电容内阻会升高,此变化是永久的,不可逆转的(电解液已分解),在低温下,电容内阻的升高是暂时现象,因为低温下,电解液是黏輖性升高,降低了离子的运动速度。

四、放电 Discharge Characteristics

超级电容器放电时,会按照一条斜率曲线放电,当一个应用明确了电容的容量与内阻要求后,最重要的就是需要了解电阻及电容量对放电特性的影响。在脉冲应用中,电阻是最重要的因素,在小电流应用中,容量又是重要的因素。计算公式如下:

Vdrop=I( R + t/C)

其中Vdrop是起始工作电压与截止工作电压之差,I是放电电流,R是电容是直流内阻,t是放电时间,C是电容容量

在脉冲应用中,由于瞬间电流很大,为减少电压跌落,选用低内阻(ESR)的超级电容(R值),在小电流应用中,为降低电压跌落,需要选用大容量的超级电容(C值)。


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