超级电容器
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时,与普通电容器一样,极板的正电极存储正电荷,负极板存储负电荷,在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下,在电解液的内电场,这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上,这个电荷分布层叫做双电层,因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时,电解液界面上电荷不会脱离电解液,超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下),如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时,电解液将分解为非正常状态。由于随着超级电容器放电,正、负极板上的电荷被外电路泄放,电解液的界面上的电荷响应应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程,没有化学反应。因此性能是稳定的,与利用化学反应的蓄电池是不同的。超级电容器有如下特点:
(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)充放电寿命长,可达500000次,或90000小时,而蓄电池的充放电寿命很难超过1000次。
(3)放电电流大。容量2700F的超级电容器额定放电电流不低于950A,而放电峰值电流则高达1680A。
(4)充电速度快。超级电容器可以在数十秒或数分钟内完成快速充电,这对于蓄电池来说根本是不可能的。
(5)工作温度范围宽。超级电容器的正常工作温度范围为-40℃-+70℃,而蓄电池则很难在高温尤其是低温环境下工作。
(6)超级电容器可以任意并联使用,采取均压措施后还可以串联使用。
(7)超级电容器使用的材料安全、五毒、环保。