超級學(xué)習(xí)電容器工作原理及電特性

超級電容器是一種能量密度高的無源儲能元件。隔離變壓器輸入繞組與輸出繞組帶電氣隔離的變壓器，隔離變壓器用以避免偶然同時(shí)觸及帶電體 變壓器的隔離是隔離原副邊繞線圈各自的電流。鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種含硅的鋼，其含硅量在0．8～4．8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯，是因?yàn)楣桎摫旧硎且环N導(dǎo)磁能力很強(qiáng)的磁性物質(zhì)，在通電線圈中，它可以產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而可以使變壓器的體積縮小。脈沖變壓器一種寬頻變壓器。對通信用的變壓器而言，非線性畸變是一個(gè)極重要的指標(biāo)，因此要求變壓器工作在磁心的起始導(dǎo)磁率處，以至即使象輸入變壓器那樣功率非常小的變壓器，外形也不得不取得相當(dāng)大。隨著超級電容器的出現(xiàn)，如何做好應(yīng)用，提高電子線路的性能，研究開發(fā)新的電路、電子線路和應(yīng)用領(lǐng)域，成為電力電子技術(shù)領(lǐng)域科技工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。

該類電容器的原理和結(jié)構(gòu)

1.1 超級電容器結(jié)構(gòu)

超級電容器的模型，其中多孔電極是活性炭粉末和活性炭纖維，電解質(zhì)是有機(jī)電解質(zhì)，如碳酸丙烯酯或高氯酸四乙醇銨。在工作時(shí)，在可極化電極和電解質(zhì)溶液之間的界面上形成的雙電層中積累的電容 c 由以下公式確定:

其中ε是電解質(zhì)的介電常數(shù)，δ是電極界面到離子中心的距離，S是電極界面的表面積。

其多孔化電極是使用一種多孔性的活性碳有極大的表面積在電解液中吸附著電荷，因而將企業(yè)具有一個(gè)極大的電容量并可以進(jìn)行存儲空間很大的靜電能量，超級電容器的這一技術(shù)特性是介于中國傳統(tǒng)的電容器與電池發(fā)展之間。電池系統(tǒng)相較之間，盡管這能量密度是5%或是更少，但是這能量的儲存管理方式，也可以直接應(yīng)用在我國傳統(tǒng)汽車電池存在不足問題之處與短時(shí)高峰值電流之中。這種影響超級電容器有幾點(diǎn)比電池好的特色。

1.2 工作原理

超級電容器是采用雙電層原理的電容器，如圖2所示。當(dāng)施加電壓到超級電容器的兩個(gè)板上，如普通電容器，正極儲存正電荷，負(fù)板儲存負(fù)電荷，在電解質(zhì)與相反場界面電荷中，平衡電解質(zhì)，兩相接觸面的正負(fù)電荷，正負(fù)電荷間隙在相反位置，電荷分布層稱為雙層，所以容量很大。當(dāng)板間的電位低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上的電荷不會與電解液分離，超級電容器處于正常工作狀態(tài)(通常低于3V)。如果電容器兩端的電壓超過了電解液的氧化還原電極電位，則電解液將被分解為異常狀態(tài)。隨著超級電容器的放電，正負(fù)板上的電荷由外部電路放電，電解質(zhì)界面上的電荷響應(yīng)減小?？梢钥闯?，超級電容器的充放電過程始終是一個(gè)物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此，其性能較為穩(wěn)定，且不同于使用化學(xué)反應(yīng)電池。

2.3 主要特點(diǎn)

由于超級電容器的結(jié)構(gòu)和工作原理，其具有以下特征：

1.根據(jù)電容公式，表面積越大，電容越大。表面積越大，電容量越大。