超級電容器“超級”的含義及充電方式
2017-5-9 14:33:33??????點擊：
充電的定義
超級電容器充電過程是懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。其充電過程是電化學元件在儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。
“超級”的含義
1）充電速度快，充電10秒～10分鐘可達到其額定容量的95％以上；
2）循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達1~50萬次，沒有“記憶效應”；
3）大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%；
4）功率密度高，龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，可達300W/KG~5000W/KG，相當于電池的5~10倍；
5）產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；與傳統(tǒng)電容器的平面化相比，超級電容器就是三維化的多空結(jié)構(gòu)。
8）檢測方便，剩余電量可直接讀出
充電方法
恒定電流/恒定電壓（CICV）。恒定電壓或與能量儲存器，或者電源并聯(lián)（如電池、DC變換器等）。如果超級電容與電池并聯(lián)，加一個低阻值串聯(lián)電阻將降低超級電容的充電電流，并提高電池的使用壽命。但是如果使用串聯(lián)電阻，必須要保證電容的電壓輸出端是直接與應用器連接而不是通過電阻與應用器連接，否則超級電容的低內(nèi)阻特性將是無效的。在高脈沖電流放電時，許多電池系統(tǒng)壽命均會縮短。
多個電容器的均一充電方式。
最大充電電流
I=V/5R
I是推薦的充電電流，V是充電電壓，R是超級電容的ESR。超級電容持續(xù)大電流或者高壓充電，超級電容將會過度發(fā)熱，過度發(fā)熱將會導致ESR增加，電解液分解氣化，縮短壽命、漏液、防爆閥爆裂。如果要使用高于額定值的電流或電壓充電請與生產(chǎn)廠商聯(lián)系。
C: 電容器額定容量;
V: 電容器工作電壓
I: 電容器充電
t: 電容器充電時間
R: 電容器內(nèi)阻
dv: 工作電壓差
比能量
是指電容器在單位重量或單位體積下所給出的能量。（通常也叫：重量比能量、體積比能量、能量密度）單位：WH/KG、WH/L
超級電容器的能量與本身的容量與電壓有關(guān)。其計算方式：
E=CV2/2 (單位焦耳J)
換算為Wh,則1Wh=3600j.
而比能量則為能量與重量或者體積的比。
超級電容器充電過程是懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。其充電過程是電化學元件在儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。
“超級”的含義
1）充電速度快，充電10秒～10分鐘可達到其額定容量的95％以上；
2）循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達1~50萬次，沒有“記憶效應”；
3）大電流放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%；
4）功率密度高，龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，可達300W/KG~5000W/KG，相當于電池的5~10倍；
5）產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；與傳統(tǒng)電容器的平面化相比，超級電容器就是三維化的多空結(jié)構(gòu)。
6）充電 放電電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長期使用免維護；
7）超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃；8）檢測方便，剩余電量可直接讀出
充電方法
恒定電流/恒定電壓（CICV）。恒定電壓或與能量儲存器，或者電源并聯(lián)（如電池、DC變換器等）。如果超級電容與電池并聯(lián)，加一個低阻值串聯(lián)電阻將降低超級電容的充電電流，并提高電池的使用壽命。但是如果使用串聯(lián)電阻，必須要保證電容的電壓輸出端是直接與應用器連接而不是通過電阻與應用器連接，否則超級電容的低內(nèi)阻特性將是無效的。在高脈沖電流放電時，許多電池系統(tǒng)壽命均會縮短。
多個電容器的均一充電方式。
最大充電電流
I=V/5R
I是推薦的充電電流，V是充電電壓，R是超級電容的ESR。超級電容持續(xù)大電流或者高壓充電，超級電容將會過度發(fā)熱，過度發(fā)熱將會導致ESR增加，電解液分解氣化，縮短壽命、漏液、防爆閥爆裂。如果要使用高于額定值的電流或電壓充電請與生產(chǎn)廠商聯(lián)系。
充電時間計算
C X dv = I X tC: 電容器額定容量;
V: 電容器工作電壓
I: 電容器充電
t: 電容器充電時間
R: 電容器內(nèi)阻
dv: 工作電壓差
比能量
是指電容器在單位重量或單位體積下所給出的能量。（通常也叫：重量比能量、體積比能量、能量密度）單位：WH/KG、WH/L
超級電容器的能量與本身的容量與電壓有關(guān)。其計算方式：
E=CV2/2 (單位焦耳J)
換算為Wh,則1Wh=3600j.
而比能量則為能量與重量或者體積的比。
特性曲線
超級電容放電特性曲線（以2.7V100F為例）
超級電容器高溫負載壽命曲線（at 60℃）
超級電容器放電界限值
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