【科普】超級(jí)電容器的分類與優(yōu)缺點(diǎn)分析

　　摘要電容器是儲(chǔ)存電荷的常用電子器件，在許多電子設(shè)備中得到了廣泛的運(yùn)用。由于新時(shí)期行業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，早期的電路結(jié)構(gòu)逐漸被更復(fù)雜的電路形式取代，普通的電容器已經(jīng)滿足不了電路運(yùn)行的需要。為了達(dá)到高負(fù)荷或超負(fù)荷電路運(yùn)行的需要，國(guó)內(nèi)開(kāi)始推廣使用超級(jí)電容器，這種器件在性能上比傳統(tǒng)電容器更加優(yōu)越。文中闡述了電容器的原理、基本功能、優(yōu)缺點(diǎn)等。

　　常規(guī)電容僅能滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)荷較小的電路運(yùn)行要求，對(duì)于大負(fù)荷的電路運(yùn)行則難以起到儲(chǔ)存電荷的效果。近年來(lái)，超級(jí)電容器的推廣應(yīng)用有效地解決了大負(fù)荷電路運(yùn)行的難題，保證了電力電子設(shè)備使用性能的正常發(fā)揮。

　　1 超級(jí)電容器原理與應(yīng)用

　　超級(jí)電容器實(shí)際上屬于電化學(xué)元件，引起電荷或電能儲(chǔ)存流程可相互逆轉(zhuǎn)，其循環(huán)充電的次數(shù)達(dá)到10萬(wàn)次。憑借多個(gè)方面的性能優(yōu)勢(shì)，超級(jí)電容器的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，掌握該裝置的原理有助于正常的操作使用。

　　1.1 超級(jí)電容器的原理

　　“雙電層原理”是超級(jí)電容器的核心，這是由該裝置的雙電層結(jié)構(gòu)決定的。超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓作用于普通電容器的兩個(gè)極板時(shí)，裝置存儲(chǔ)電荷的原理是一樣的，即正電極與正電荷對(duì)應(yīng)、負(fù)電極與負(fù)電荷對(duì)應(yīng)。而超級(jí)電容器除了這些功能外，若其受到電場(chǎng)作用則會(huì)在電解液、電極之間產(chǎn)生相反的電荷，此時(shí)正電荷、負(fù)電荷分別處于不同的接觸面，這種條件下的負(fù)荷分布則屬于“雙電層”，原理如圖1.因電容器結(jié)構(gòu)組合上的改進(jìn)，超級(jí)電容器的電容儲(chǔ)存量極大。此外，如果超級(jí)電容器兩極板間電勢(shì)小于電解液的標(biāo)準(zhǔn)電位時(shí)，超級(jí)電容器則是正常的工作狀態(tài)，相反則不正常。根據(jù)超級(jí)電容器原理，其在運(yùn)用過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，僅僅是在物理性質(zhì)上的變化，因而超級(jí)電容器的穩(wěn)定性更加可靠。

圖1 超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)原理

　　1.2 超級(jí)電容器的應(yīng)用

　　目前，超級(jí)電容器憑借強(qiáng)大的儲(chǔ)存容量及存儲(chǔ)性能，在許多大中小型設(shè)備中得到了普遍運(yùn)用，且涉及到的行業(yè)較為廣泛。具體運(yùn)用在真空開(kāi)關(guān)、儀器儀表、數(shù)碼相機(jī)等微小電流供電的后備電源；太陽(yáng)能產(chǎn)品以及小型充電產(chǎn)品的充電電池。由于超級(jí)電容器的功能優(yōu)勢(shì)顯著，在使用時(shí)可適當(dāng)添加輔助元件以優(yōu)化電容器結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)性能。

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