




初识电化学电容器
A. 什么是超级电容器?
超级电容器是一种新型的储能装置,由于其相对于传统的平板电容器具有较高的能量密度,而相对于二次电池而言其具有较大的功率密度,高压脉冲电容器厂商,因此它常常被描述为能够“bridge the gap between capacitor and battery”。Maxwell公司公布的超级电容器与锂电池性能对比以及超级电容器的优缺点的对比,
关于超级电容器,有一本很经典的书籍。要想详细了解电容器知识的小伙伴可以仔细阅读一下该书籍。这里主要基于文献阅读的形式来介绍一下电容器的相关知识。

优点 缺点
1. 循环寿命长 1. 低能量密度
2. 高功率密度 2. 线性下降的放电电压
3. 可快速充放电 3. 自放电强
4. 安全 4. 低输出电压
5. 工作温度范围广
表格来源,Maxwell Technologies, Inc.
关于超级电容器,有一本很经典的书籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。要想详细了解电容器知识的小伙伴可以仔细阅读一下该书籍。这里主要基于文献阅读的形式来介绍一下电容器的相关知识。

在电源给电容器充电过程中的任一时刻,若电容器所带电荷量为q,则电容器两板间的电压U=qC。充电电流必然流经内阻r,设内阻r两端的电压为Ur,根据欧姆定律可知E电动势=U+Ur。所以不难想象,高压脉冲电容器供应,图6.12中斜直线上方的三角形面积,高压脉冲电容器现货,即为电源电动势做功QE电动势过程中被消耗在内阻r上而转变为焦耳热的能量。
问题解决了!在用电源给电容器充电的过程中,只能有一半的能量被电容器储存,高压脉冲电容器,必然有另一半能量消耗在回路的电阻之上。如果电容器储存的能量很多,则消耗在回路电阻上的能量也就同样的多。如果这部分能量全部消耗在电源的内阻上,则对电源十分不利,这也是在充电回路中另外增加限流电阻的原因。
至此,可能还有一个疑问:如果对电容器充电的能量利用率仅有50%,给使用电容器作为电源的电动汽车充电不是会浪费很多电能吗?要知道上面讨论的是用有固定电动势的电源给电容器充电的情况,如果给大容量电容器充电,应该使用可变电动势的电源,这样可以使充电的能量利用率大大提高。

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