超级电容是什么电容，一般什么时候要用到

nuaaxiaolong · 发表于 2010-5-3 23:37:25

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本帖最后由 nuaaxiaolong 于 2010-5-4 14:05 编辑

今天在一篇论文上看到一个整流电路候面接了一个超级电容，以前还没怎么接触，不很了解，它跟一般电容有什么区别，一般在什么情况下要用到的？

lycraindrop · 发表于 2010-5-4 08:27:10

超级电容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”。
　　超级电容属于双电层电容器，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。
[编辑本段]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 。

nuaaxiaolong · 发表于 2010-5-4 09:18:25

恩，谢谢楼上的～
在什么时候必须使用超级电容呢，能不能把它看成普通电容连入电路进行分析？

cylzwx · 发表于 2010-5-4 10:23:29

本帖最后由 cylzwx 于 2010-5-4 10:29 编辑

超级电容器的原理并非新技术，常见的超级电容器大多是双电层结构，同电解电容器相比，这种超级电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。
除了可以快速充电和放电，超级电容器的另一个主要特点是低阻抗。所以，当一个超级电容器被全部放电时，它将表现出小电阻特性，如果没有限制，它会拽取可能的源电流。因此，必须采用恒流或恒压充电器。
超级电容器循环寿命长，具有很高的功率密度、安全性和效率
超级电容器的结构
虽然，目前全球已有许多家超级电容器生产商，可以提供许多种类的超级电容器产品，但大部分产品都是基于一种相似的双电层结构，超级电容器在结构上与电解电容器非常相似，它们的主要区别在于电极材料，如图所示。

http://www.epc.com.cn/magzine/20060101/admin20060110112753.gif
在结构上，超级电容器和电池或电解电容器的主要区别是电极材料

图在结构上，超级电容器和电池或电解电容器的主要区别是电极材料
早期的超级电容器的电极采用碳，碳电极材料的表面积很大，电容的大小取决于表面积和电极的距离，这种碳电极的大表面积再加上很小的电极距离，使超级电容器的容值可以非常大，大多数超级电容器可以做到法拉级，一般容值范围为1～5000F。
使用超级电容器
超级电容器具有广泛的用途。与燃料电池等高能量密度的物质相结合，超级电容器能提供快速的能量释放，满足高功率需求，从而使燃料电池可以仅作为能量源使用。目前，超级电容器的能量密度可高达20kW/kg，已经开始抢占传统电容器和电池之间的这部分市场。
      在那些要求高可靠性而对能量要求不高的应用中，可以用超级电容器来取代电池，也可以将超级电容器和电池结合起来，应用在对能量要求很高的场合，从而可以采用体积更小、更经济的电池。
      超级电容器的ESR值很低，从而可以输出大电流，也可以快速吸收大电流。同化学充电原理相比，超级电容器的工作原理使这种产品的性能更稳定，因此，超级电容器的使用寿命更长。对于像电动工具和玩具这种需要快速充电的设备来说，超级电容器无疑是一个很理想的电源。
      一些产品适合采用电池／超级电容器的混合系统，超级电容器的使用可以避免为了获得更多的能量而使用大体积的电池。如消费电子产品中的数码相机就是一个例子，超级电容器的使用使数码相机可以采用便宜的碱性电池（而不是使用昂贵的Li离子电池）。超级电容器单元（cell）的额定电压范围为２.5～2.7V,因此，很多应用需要使用多个超级电容器单元。当串联这些单元时，设计工程师需要考虑单元之间的平衡和充电情况。
任何超级电容器都会在通电的情况下，通过内部并联电阻放电，这个放电电流就称为漏电流，它会影响超级电容器单元的自放电。同某些二级电池技术相似，超级电容器的电压在串联使用时需要平衡，因为存在漏电流，内部并联电阻的大小将决定串联的超级电容器单元上的电压分配。当超级电容器上的电压稳定后，各个单元上的电压将随着漏电流的不同而发生变化，而不是随着容值不同而变化。漏电流越大，额定电压越小，反之，漏电流小，额定电压高。这是因为，漏电流会造成超级电容器单元放电，使电压降低，而这个电压会随后影响和它串联在一起的其他单元的电压（这里假定这些串连的单元都使用同一个恒定电压供电）。
为了补偿漏电流的变化，常采用的方法是，在每一个单元旁边并联一个电阻，来控制整个单元的漏电流。这种方法有效地降低了各单元之间相应并联电阻的变化。
另一个推荐使用的方法是主动单元平衡法（active cell-balancing），采用这种方法，每一个单元都会被主动监视，当有电压变化时，即进行互相平衡。这种方法可以降低单元上的任何额外负载，使工作效率更高。
如果电压超过单元的额定电压，将会缩短单元的使用寿命。对于高可靠性超级电容器来说，如何维持电压在要求的范围内是关键的一点，必须控制充电电压，以保证它不能超过每个单元的额定电压。

nuaaxiaolong · 发表于 2010-5-4 14:06:19

明白了，感谢各位。

定心 · 发表于 2010-5-5 09:53:38

超级电容主要用途是什么 2# lycraindrop

nuaaxiaolong · 发表于 2010-5-5 19:19:46

我是为了寻找存储压电材料振动能量才接触到超级电容的。

nuaaxiaolong · 发表于 2010-5-5 19:20:35

我是为了寻找存储压电材料振动能量的方法才接触到超级电容的。

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