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超级电容器“超级”在什么地方

充电的定义

超级电容器充电过程是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。其充电过程是电化学元件在储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,超级电容器可以反复充放电数十万次。


“超级”的含义

1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;  

2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;  

3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;  

4)功率密度高,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,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;  5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;与传统电容器的平面化相比,超级电容器就是三维化的多空结构。  

6)充电 放电电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;  

7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;  

8)检测方便,剩余电量可直接读出


充电方法

恒定电流/恒定电压(CICV)。恒定电压或与能量储存器,或者电源并联(如电池、DC变换器等)。如果超级电容与电池并联,加一个低阻值串联电阻将降低超级电容的充电电流,并提高电池的使用寿命。但是如果使用串联电阻,必须要保证电容的电压输出端是直接与应用器连接而不是通过电阻与应用器连接,否则超级电容的低内阻特性将是无效的。在高脉冲电流放电时,许多电池系统寿命均会缩短。

多个电容器的均一充电方式。


最大充电电流

I=V/5R

I是推荐的充电电流,V是充电电压,R是超级电容的ESR。超级电容持续大电流或者高压充电,超级电容将会过度发热,过度发热将会导致ESR增加,电解液分解气化,缩短寿命、漏液、防爆阀爆裂。如果要使用高于额定值的电流或电压充电请与生产厂商联系。


充电时间计算

C X dv = I X t  

C: 电容器额定容量;

V: 电容器工作电压  

I: 电容器充电  

t: 电容器充电时间

R: 电容器内阻

dv: 工作电压差


比能量

是指电容器在单位重量或单位体积下所给出的能量。(通常也叫:重量比能量、体积比能量、能量密度)单位:WH/KG、WH/L

超级电容器的能量与本身的容量与电压有关。其计算方式:

E=CV²/2 (单位焦耳J)

换算为Wh,则1Wh=3600j.

而比能量则为能量与重量或者体积的比。


特性曲线

超级电容放电特性曲线(以2.7V100F为例)

超级电容放电特性曲线(以2。7V100F为例)


超级电容器高温负载寿命曲线(at 60℃)

超级电容器高温负载寿命曲线(at 60℃)


超级电容器放电界限值

超级电容器放电界限值

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