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超级电容参数_超级电容器的分类

本站为您提供的超级电容参数_超级电容器的分类,超级电容器是一种通过极化电解质来储能的一种电化学元件,可作为一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,且储能过程是可逆的,可以反复充放电数十万次。其突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽,是世界上已投入量产的双电层电容器中容量zui大的一种。本文着重讨论超级电容选型和应用时需要了解的一些关键参数。

  超级电容参数

  超级电容器是一种经过极化电解质来储能的一种电化学元件,可作为一种介于传统电容器电池之间、具有特别功能的电源,且储能进程是可逆的,能够重复充放电数十万次。其杰出长处是功率密度高、充放电时刻短、循环寿数长、作业温度规模宽,是世界上已投入量产的双电层电容器中容量zui大的一种。本文侧重评论超级电容选型和运用时需求了解的一些要害参数。

  1、电压

  超级电容用具有一个引荐的作业电压或许zui佳作业电压,这个值是依据电容在zui高设定温度下zui长作业时刻来确认的。假如运用电压高于引荐电压,将缩短电容的寿数,假如过压比较长的时刻,电容内部的电解液将会分化构成气体,当气体的压力逐步增强时,电容的安全孔将会决裂或许突破。短时刻的过压对电容而言是能够忍受的。

  2、极性

  超级电容器选用对称电极规划,也就说,他们具有相似的结构。当电容初次安装时,每一个电极都能够被当成正极或许负极,一旦电容被*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许标识。尽管它们能够被短路以使电压下降到零伏,但电极仍然保存很少一部分的电荷,此刻改换极性是不引荐的。电容依照一个方向被充电的时刻越长,它们的极性就变得越强,假如一个电容长时刻依照一个方向充电后改换极性,那么电容的寿数将会被缩短。

  3、温度

  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数的重要要素。一般情况下,超级电容器是温度每升高 10℃,电容的寿数就将下降 30%~50%,也就说,在或许的情况下,尽能够的下降超级电容器的运用温度,以下降电容的衰减与内阻的升高,假如不或许下降运用温度,那么能够下降电压以抵清高温对电容的负面影响。比方,假如电容的作业电压下降为 1.8V,那么电容能够作业于 65℃高温下。假如在低于室温的条件下运用器内部的退化并影响超级电容器的寿数,在低温下进步超级电容的作业电压,可有用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,此改变是*的,不可逆转的(电解液已分化),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,下降了离子的运动速度。

  4、放电

  超级电容器放电时,会依照一条斜率曲线放电,当一个运用清晰了电容的容量与内阻要求后,zui重要的便是需求了解电阻及电容量对放电特性的影响。在脉冲运用中,电阻是zui重要的要素,在小电流运用中,容量又是重要的要素。计算公式如下: V=I(R + t/C) 其间 V 是开端作业电压与截止作业电压之差,I 是放电电流,R 是电容是直流内阻,t 是放电时刻,C 是电容容量 在脉冲运用中,因为瞬间电流很大,为削减电压下跌,选用低内阻(ESR)的超级电容(R 值),在小电流运用中,为下降电压下跌,需求选用大容量的超级电容(C 值)。

  5、充电

  超级电容用具有多种充电办法,比方恒流、恒功率、恒压等。或许与电源并排,比方电池、燃料电池、DC 改换器等。假如一个电容与一个电池并联,那么在电容回路中串联一个电阻将下降电容的充电电流,并进步电池的运用寿数。假如串联了电阻,那么要确保电容的电压输出是直接与负载衔接,而没有经过电阻,不然电容是低电阻特性将是无效。许多电池体系不答应瞬间大电流放电,不然会影响到电池的寿数。一只电容zui大的引荐充电电流计算公式如下: I=Vw/5R 其间 I 是引荐的zui大充电电流,Vw 是充电电压,R 是电容的直流内阻。 电容继续选用大电流或许过压充电。会引起电容发热,过热会导致电容内阻添加、电解液分化发作气体、缩短寿数、漏电流添加或许电容决裂。

  6、自放电与漏电流

  自放电与自漏电本质上是相同的,针对超级电容器的结构,相当于在电容内部是正极和负极之间有一条高阻电流通道,这便是意味着在电容充电的时分,一起会有一个额定的附加电流,当在充电是时分,咱们能够将此电流当成漏电流;当移去充电电压后,一起电容没有衔接负载,这个电流使电容处于放电状况,此刻咱们将此电流当作自放电电流。

  为了可靠地丈量漏电流或许放电电流,电容有必要被接连充电 72 小时以上,这同样是由电容的结构决议的。超级电容是模型能够当成几只不同的内阻的超级电容的并联,当充电时,低内阻的超级电容充电速度快,电压很快上升至与充电电压持平,当充电电压移去后,假如高内阻的超级电容还没有被充溢,低内阻的超级电容开端向并联的高内阻超级电容放电,这样电容两头的电压下降就会比较快,给人的印象是电容具有比较大的自放电,有必要留意的是:当电容容量越大,电容被充溢所需的时刻就会越长。

  7、电容串联

  单体超级电容器的电压一般为 2.5V 或许 2.7V,在许多运用中,需求比较高的电压,这样能够运用串联的办法来进步电容的电压,有必要留意,在串联运用中,每一个单体的电容都不能超越其zui大的耐压,一旦长时间过压,将导致电容电解液分化、气体发作、内阻添加以及电容寿数缩短。

  8、被迫电压平衡

  被迫电压平衡电路是选用与电容并联的电阻进行分压,这就答应电流从电压比较高的电容向电压比较低的电容活动,经过这种办法进行电压平衡。挑选电阻的阻值是十分重要的,一般要使电阻答应的电流大于电容预期的漏电流。需求记住的是,漏电流在温度升高的时分一般会增大。 被迫平衡电路只要在不频频对电容进行充放电的运用中运用,一起能够忍受平衡电阻引起的额定电流,主张挑选平衡电阻阻值时,使平衡电阻的电流大于电容漏电流 50 倍以上,(平衡电阻值为 3.3KΩ-22KΩ,取决于电容的zui高操作温度),尽管大多数平衡电路都选用比较高的平衡电阻,但当串联的电容十分不匹配时,维护是不行充沛的。

  9、自动电压平衡

  自动平衡电路逼迫串联节点的电压与参阅电压相一致,不论电压有多么的不平衡,一起在确保的电压平衡时,自动平衡电路在安稳状况下只要十分低的电流,只要当电压超出平衡规模时,才会发作比较大的电流,这些特性使自动平衡电路十分适合于需求频频充放电的场合。

  10、反极性维护

  当串联运用的超级电容器被快速充电时,低容量的电压有或许变成反极性,这是不答应的,一起会下降电容的运用寿数,一个简略的解决办法便是在电容的两头并联一个二极管,正常情况下,它们是反压不导通的。运用一个适宜的齐纳稳压二极管替换规范的二极管,能够一起对电容过压进行维护。需求留意,二极管有必要能够接受电源的峰值电流。

  11、脉动电流

  尽管超级电容用具有比较低的内阻,对相关于电解电容而言,它的内阻仍是比较大,当运用于脉动电流场合下,简单引起电容内部发热。然后导致电容内部电解液分化、内阻添加,并引起电容寿数缩短。为了确保电容的运用寿数,在运用于脉动场合时,zui好确保电容外表的温度上升不超越 5℃。 超级电容用具有比二次电池更长的运用寿数,但它的运用寿数并不是无限的,超级电容器根本失效的办法是电容内阻的添加( ESR)与 (或) 电容容量的下降。,电容实践的失效办法往往与用户的运用有关,长时间过温(温度)过压 (电压),或许频频大电流放电都会导致电容内阻的添加或许容量的减小。在规则的参数规模内运用超级电容器能够有用的延伸超级电容器的寿数。一般,超级电容用具有于一般电解电容相似的结构,都是在一个铝壳内密封了液体电解液,若干年今后,电解液会逐步干枯,这一点与一般电解电容相同,这会导致电容内阻的添加,并使电容完全失效。

超级电容参数_超级电容器的分类

  超级电容器的分类

  关于超级电容器来说,依据不同的内容可有不同的分类办法。

  首要,依据不同的储能机理,可将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类。其间,双电层电容器主要是经过纯静电电荷在电极外表进行吸附来发作存储能量。法拉第准电容器主要是经过法拉第准电容活性电极资料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)外表及外表邻近发作可逆的氧化复原反响发作法拉第准电容,然后完成对能量的存储与转化。

  其次,依据电解液品种可分为水系超级电容器和有机系超级电容器两大类。

  此外,依据活性资料的类型是否相同,可分为对称超级电容器和非对称超级电容器。

  最终,依据电解液的状况办法,又可将超级电容器分为固体电解质超级电容器和液体电解质超级电容器两大类。

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