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应用技术问题

浏览次数: 日期:2015年1月12日 14:33

    超级电容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。


    超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。
    超级电容器为何不同于传统电容器其"超级"在哪?
    超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。
    传统电容器的面积是导体的平板面积,为了获得较大的容量,导体材料卷制得很长,有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板,一般为塑料薄膜、纸等,这些材料通常要求尽可能的薄。
    超级电容器的面积是基于多孔炭材料,该材料的多孔结够允许其面积达到2000m2/g,通过一些措施可实现更大的表面积。超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。该距离(<10 &Aring;)和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。
    这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量,这也是其“超级”所在。
    超级电容器比电池更好?
    超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池。有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径。
    超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏。
    超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。
    超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径。
    超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。
    超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环。

如何选择我所需要的超级电容器?
首先,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。根据HCC法拉电容器标准选择以下基本参数决定您选择电容器的大小。
1、最高工作电压;
2、工作截止电压;
3、平均放电电流;
4、放电时间多长。

法拉电容的主要特性有哪些?
HCC合众汇能超级电容有以下特性:大电流充放电,瞬间放出大电流;充放电循环寿命长,达到百万级别;充电时间短,超级电容器最短可在几十秒内充电完毕,最长充电不过十几分钟,远快于蓄电池的充电时间;贮存寿命长,完全免维护;工作温度范围广,可达到-40°C-70°C。

超级电容模组和电池结合起来有什么好处?
超级电容的使用温度区间比电池更宽,适用于零上70到零下40摄氏度的场合,而电池的工作温度通常在60度到零下20度之间。事实上,一旦温度低于零度,电池中就会有很大一部分能量无法激活。超级电容的生命周期回报率也更高,依赖化学反应的电池一般可以工作几百到上千次而在静电环境下,存储能量的超级电容可以工作超过100万个循环。
超级电容的效率可以达到95%-98%,而铅酸电池最多也就是70%。将超级电容和电池混合作为能量存储系统,可以降低设备体积、重量以及系统中的电池数量。混合的效率越来越高,而使用的物料则越来越少。
超级电容的效率可以达到95%-98%,而铅酸电池最多也就是70%。
在混合能源储存系统中,电流尖峰值(和内部温度)的降低依据不同的应用情况,最多可以使电池的寿命延长四倍。

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