什么是超级电容,它有哪些特性??

2020-09-03 09:45 瑞鼎电子

超级电容又叫双电层电容器(ElectricalDouble-LayerCapacitor)是一种新型储能装置,它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。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,因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。传统物理电容中储存的电能来源于电荷在两块极板上的分离,两块极板之间为真空(相对介电常数为1)或一层介电物质(相对介电常数为ε)所隔离,电容值为:C=ε·A/3.6πd·10-6(μF)其中A为极板面积,d为介质厚度。所储存的能量为:E=C(ΔV)2/2,其中C为电容值,ΔV为极板间的电压降.可见,若想获得较大的电容量,储存更多的能量,必须增大面积A或减少介质厚度d,但这个伸缩空间有限,导致它的储电量和储能量较小。
 
综述,超级电容共有以下9种特性。
 
(1)充电速度快,只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上;而现在使用面积最大的铅酸电池充电通常需要几个小时。
 
(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达50万次,如果对超级电容每天充放电20次,连续使用可达68年。如果相应地和铅酸电池比较,它的使用寿命可达68年,且没有“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,相当于普通电池的数十倍;比能量大大提高,铅酸电池一般只能达到200W/kg,而超级电容电池目前研发已可达10KW/kg,
 
(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,使用环境温度范围宽达-40℃~+70℃;
 
(8)检测方便,剩余电量可直接读出;
 
(9)单体容量范围通常0.1F--3400F。
 
对于超级电容器来说,依据不同的内容可有不同的分类方法。
首先,根据不同的储能机理,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。其中,双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量。法拉第准电容器主要是通过法拉第准电容活性电极材料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应产生法拉第准电容,从而实现对能量的存储与转换。
其次,根据电解液种类可分为水系超级电容器和有机系超级电容器两大类。
此外,根据活性材料的类型是否相同,可分为对称超级电容器和非对称超级电容器。
最后,根据电解液的状态形式,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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