4、超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料,該材料的多孔結(jié)構(gòu)允許其面積達(dá)到2000m2/g,通過一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離(
5、龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量,這也是其“超級(jí)”所在。
超級(jí)電容放電控制
控制超級(jí)電容器的放電:
超級(jí)電容器的電阻阻礙其快速放電,超級(jí)電容器的時(shí)間常數(shù)τ在1~2s,完全給阻-容式電路放電大約需要5τ,也就是說如果短路放電大約需要5~10s(由于電極的特殊結(jié)構(gòu)它們實(shí)際上得花上數(shù)個(gè)小時(shí)才能將殘留的電荷完全放干凈)。
放電的控制時(shí)間:
超級(jí)電容器可以快速充放電,峰值電流僅受其內(nèi)阻限制,甚至短路也不是致命的。實(shí)際上決定于電容器單體大小,對(duì)于匹配負(fù)載,小單體可放10A,大單體可放1000A。另一放電率的限制條件是熱,反復(fù)地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高,最終導(dǎo)致斷路。
超級(jí)電容使用注意
1、超級(jí)電容器具有固定的極性。使用前應(yīng)確認(rèn)極性。
2、應(yīng)在標(biāo)稱電壓下使用。 當(dāng)電容器電壓超過標(biāo)稱電壓時(shí),將會(huì)導(dǎo)致電解液分解,同時(shí)電容器會(huì)發(fā)熱,容量下降,而且內(nèi)阻增加,壽命縮短,在某些情況下,可導(dǎo)致電容器性能崩潰。
3、不可應(yīng)用于高頻率充放電的電路中。高頻率的快速充放電會(huì)導(dǎo)致電容器內(nèi)部發(fā)熱,容量衰減,內(nèi)阻增加,在某些情況下會(huì)導(dǎo)致電容器性能崩潰。
4、外部環(huán)境溫度對(duì)使用壽命有著重要影響。電容器應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源。
5、被用做后備電源時(shí)的電壓降。由于超級(jí)電容器具有內(nèi)阻較大的特點(diǎn),在放電的瞬間存在電壓降ΔV=IR。
6、不可處于相對(duì)濕度大于85%或含有有毒氣體的場(chǎng)所。這些環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致引線及電容器殼體腐蝕,導(dǎo)致斷路。
7、不能置于高溫、高濕的環(huán)境中。應(yīng)在溫度-30+50℃、相對(duì)濕度小于60%的環(huán)境下儲(chǔ)存,避免溫度驟升驟降,否則會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。
8、用于雙面電路板上時(shí)連接處不可經(jīng)過電容器可觸及的地方。由于超級(jí)電容器的安裝方式,會(huì)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。
9、當(dāng)把電容器焊接在線路板上,不可將電容器殼體接觸到線路板上。否則焊接物會(huì)滲入至電容器穿線孔內(nèi),對(duì)電容器性能產(chǎn)生影響。
10、安裝超級(jí)電容器后,不可強(qiáng)行傾斜或扭動(dòng)電容器。否則會(huì)導(dǎo)致電容器引線松動(dòng),導(dǎo)致性能劣化。
11、在焊接過程中避免使電容器過熱。若在焊接中使電容器出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,會(huì)降低電容器的使用壽命,例如:如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板,焊接過程應(yīng)為260℃,時(shí)間不超過5s。
12、在電容器經(jīng)過焊接后,線路板及電容器需要經(jīng)過清洗。因?yàn)槟承╇s質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致電容器短路。
13、將電容器串聯(lián)使用。由于工藝原因,單極超級(jí)電容器的額定工作電壓一般在2.8V左右,所以大多情況下必須串聯(lián)使用,由于串聯(lián)回路每個(gè)單體容量很難保證100%相同,也很難保證每個(gè)單體漏電也相同,這樣就會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)回路的每個(gè)單體充電電壓不同,可能會(huì)導(dǎo)致電容器過壓損壞,因此,超級(jí)電容器串聯(lián)必須附加均壓電路。當(dāng)超級(jí)電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí),存在單體間的電壓均衡問題,單純的串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致某個(gè)或幾個(gè)單體電容器過壓,從而損壞這些電容器,整體性能受到影響,故在電容器進(jìn)行串聯(lián)使用時(shí),需得到廠家的技術(shù)支持。[2]
超級(jí)電容選擇標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于超級(jí)電容的選擇,功率要求、放電時(shí)間及系統(tǒng)電壓變化起決定作用。超級(jí)電容器的輸出電壓降由兩部分組成,一部分是超級(jí)電容器釋放能量;另一部分是由于超級(jí)電容器內(nèi)阻引起。兩部分誰(shuí)占主要取決于時(shí)間,在非??斓拿}沖中,內(nèi)阻部分占主要的,相反在長(zhǎng)時(shí)間放電中,容性部分占主要。
參數(shù)選擇
以下基本參數(shù)決定選擇的電容器的大?。?/p>
超級(jí)電容器模塊
1、 最高工作電壓;
2、 工作截止電壓;
3、 平均放電電流;
4、 放電時(shí)間多長(zhǎng)。
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