3、超级电容器的特点
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 。
法拉(farad),简称“法”,符号是F
1法拉是电容存储1库仑电量时,两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V
1库仑是1A电流在1s内输运的电量,即1C=1A•S。
1库仑=1安培•秒
1法拉=1安培•秒/伏特
法拉电容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,法拉电容器小的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。
4、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;
5、超级电容器、普通电容器及电池的比较
对于超级电容的选择,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。
在选择电容器大小时,需要考虑多方面的因素,其中最高工作电压、工作截止电压、平均放电电流、放电时间等是几个特别需要重点考虑的因素。
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。
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。
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。