简述超级电容器的原理、特性及应用

    常规电容仅能满足结构简单、负荷较小的电路运行要求，对于大负荷的电路运行则难以起到储存电荷的效果。近年来，超级电容器的推广应用有效地解决了大负荷电路运行的难题，保证了电力电子设备使用性能的正常发挥。由于制造商或特定的应用需求，这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是，他们都包含一个正极，一个负极，及这两个电极之间的隔膜，电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。

 

    超级电容器的特性

 

    超级电容器使用过程中是没有任何的化学反应，也没有高速旋转等机械运动；对于环境没有污染，也没有任何的噪声；它的结构简单、体积小，是非常理想的储能设备。超级电容产品具有如下技术特性：

 

    （1）充电速度快。充满其额定容量的95%以上仅需10秒～10分钟；

 

    （2）循环寿命长。深度充放电循环可达1～50万次；

 

    （3）能量转换效率高。大电流能量循环效率》90%；

 

    （4）功率密度高。可达300W/kg—50000W/kg，为蓄电池的5～10倍；

 

    （5）原材料生产、使用、存储及拆解过程均无污染，是理想的绿色环保电源；安全系数高，长期使用免维护；

 

    （6）高充放电效率。由于内阻很小，所以充放电损耗也很小，具有很高的充放电效率，可达90%以上。

 

    （7）温度范围宽。达-40～+70℃。超级电容器电极材料的反应速率受温度影响不大；

 

    （8）检测控制方便。剩余电量可通过公式E=CV2/2直接算出，只需要检测端电压就可以确定所储存的能量，荷电状态（SOC）的计算简单准确，因此易于能量管理与控制。

 

 

    超级电容器工作原理

 

    超级电容器基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。

 

    超级电容器的应用

 

    目前，超级电容器凭借强大的储存容量及存储性能，在许多大中小型设备中得到了普遍运用，且涉及到的行业较为广泛。具体运用在：真空开关、仪器仪表、数码相机等微小电流供电的后备电源;太阳能产品以及小型充电产品的充电电池。由于超级电容器的功能优势显着，在使用时可适当添加辅助元件以优化电容器结构，从而进一步增强了超级电容器的结构性能。

 

    超级电容器是一种新型的绿色储能装置,具有功率密度高,循环寿命长,充放电速度快,可靠性高,绿色环保等特性,在移动通讯,航空航天,电动汽车和国防等领域有着巨大的应用潜力。近年来,随着超级电容器研究的不断深入,相关技术产业的快速发展,其应用领域正在不断的扩展,市场前景十分广阔。