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超级电容器原理及电特性(2)

时间:2014-10-29 11:18来源:未知 作者:y930712 点击:
图2 超级电容器结构框图 ①.电容量大,超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极与电解液接触的面积大大增加,根据电容量的计算公式,那

超级电容器原理及电特性
  图2 超级电容器结构框图
  ①.电容量大,超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极与电解液接触的面积大大增加,根据电容量的计算公式,那么两极板的表面积越大,则电容量越大。因此,一般双电层电容器容量很容易超过1F,它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3??4个数量级,目前单体超级电容器的最大电容量可达5000F。
  ②.充放电寿命很长,可达500 000次,或90 000小时,而蓄电池的充放电寿命很难超过1 000次,
  ③.可以提供很高的放电电流(如2700F的超级电容器额定放电电流不低于950A,放电峰值电流可达1680A,一般蓄电池通常不能有如此高的放电电流一些高放电电流的蓄电池在杂如此高的放电电流下的使用寿命将大大缩短。
  ④.可以数十秒到书分钟内快速充电,而蓄电池再如此短的时间内充满电将是极危险的或几乎不可能。
  ⑤.可以在很宽的温度范围内正常工作(-40??+70℃)而蓄电池很难在高温特别是低温环境下工作。
  ⑥.超级电容器用的材料是安全的和无毒的,而铅酸蓄电池、镍镉蓄电池军具有毒性。
  ⑦.等效串联电阻ESR相对常规电容器大(10F/2.5V的ESR为110mΩ)。
  ⑧.可以任意并联使用一增加电容量,如采取均压后,还可以串联使用。
2. 级电容器特性
  超级电容器的主要特性:
2.1 额定容量:
  单位:法拉(F),测试条件:规定的恒定电流(如1000F以上的超级电容器规定的充电电流为100A,200F以下的为3A)充电到额定电压后保持2??3分钟,在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的乘积再除以额定电压值,即:
  
超级电容器原理及电特性
               
  由于等效串联电阻(ESR)比普通电容器大,因而充放电时ESR产生的电压降不可忽略,如2.7V/5 000F超级电容器的ESR为:0.4mΩ,在100A电流放电时的ESR电压降为40mV占额定电压的1.5%,在950A电流放电时的ESR电压降为380mV占额定电压的14%,表明在额定电流下放电容量将为额定容量减小88.5%,这一特性将在图3中看到。
2.2 额定电压:
  可以使用的最高安全端电压(如2.3V、2.5V、2.7V以及不久将来的3V),除此之外还有承受浪涌电压电压(可以短时承受的端电压,通常为额定电压的105%),实际上超级电容器的击穿电压远高于额定电压(约为额定电压的1.5??3倍左右,与普通电容器的额定电压/击穿电压比值差不多。 (责任编辑:admin)
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