鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2260次 | 2019年12月15日
超級(jí)電容具有哪些用途?使用超級(jí)電容有哪些需要注意的事項(xiàng)?
超級(jí)電容器具有非常廣泛的用途。與燃料電池等高能量密度物質(zhì)相結(jié)合,超級(jí)電容器提供快速的能量釋放,滿足高功率的需求,從而使燃料電池可以僅作為能量源的使用。目前,超級(jí)電容器的能量密度可高達(dá)20kW/kg,并已經(jīng)開始搶占傳統(tǒng)電容器和電池之間的市場(chǎng)。
在要求高可靠性而對(duì)能量要求不高的應(yīng)用中,可以用超級(jí)電容器來(lái)取代傳統(tǒng)電池,也可以將超級(jí)電容器和電池結(jié)合起來(lái),應(yīng)用在對(duì)能量有要求很高的場(chǎng)合,而可以采用體積更小、更經(jīng)濟(jì)的電池。
超級(jí)電容器的ESR值很低,從而可以輸出更大的電流,也可以快速的吸收大電流。同化學(xué)充電原理相比,超級(jí)電容器的工作原理使這種產(chǎn)品性能更穩(wěn)定,因此,超級(jí)電容器的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)。對(duì)于像電動(dòng)工具、玩具這種需要快速充電的設(shè)備來(lái)說(shuō),超級(jí)電容器無(wú)疑是最理想的電源。
一些產(chǎn)品適合采用電池、超級(jí)電容器的混合系統(tǒng),超級(jí)電容器的使用可以避免為了獲得更多能量而使用大體積的電池。如消費(fèi)電子產(chǎn)品中的數(shù)碼相機(jī)就是例子,超級(jí)電容器的使用使數(shù)碼相機(jī)可以采用更便宜的堿性電池而不是使用昂貴的Li離子電池。
超級(jí)電容器單元cell的額定電壓范圍為2.5~2.7V,因此,很多應(yīng)用中需要使用多個(gè)超級(jí)電容器單元。當(dāng)串聯(lián)這些單元時(shí),設(shè)計(jì)工程師需要考慮單元間的平衡和充電情況。
任何超級(jí)電容器都會(huì)在通電情況下,通過(guò)內(nèi)部并聯(lián)電阻放電,這個(gè)放電電流稱為漏電流,它影響超級(jí)電容器單元的自放電。同某些二級(jí)電池技術(shù)相似,超級(jí)電容器的電壓在串聯(lián)使用時(shí)也需要平衡,因?yàn)槌?jí)電容存在漏電流,內(nèi)部并聯(lián)電阻的大小決定串聯(lián)的超級(jí)電容器單元上的電壓分配。當(dāng)超級(jí)電容器的電壓穩(wěn)定后,各個(gè)單元上的電壓將隨著漏電流不同而發(fā)生變化,而不是隨著容值不同而變化。漏電流越大,額定電壓就越小,反之,漏電流小,額定電壓就高。這是因?yàn)?,漏電流?huì)造成超級(jí)電容器單元的放電,使電壓降低,而這個(gè)電壓會(huì)隨后影響和它串聯(lián)在一起的其他單元的電壓,這里假定這些串連的單元都使用同一個(gè)恒定電壓供電。
為了補(bǔ)償漏電流變化,常采用的方法就是在每一個(gè)單元旁邊并聯(lián)一個(gè)電阻,去控制整個(gè)單元的漏電流。這種方法有效地降低了各單元之間的相應(yīng)并聯(lián)電阻的變化。
另一個(gè)推薦使用的方法是主動(dòng)單元平衡法activecell-balancing,使用這種方法,每一個(gè)單元都會(huì)被主動(dòng)的監(jiān)視,當(dāng)有電壓變化時(shí),即進(jìn)行互相的平衡。這種方法可以降低單元上的任何額外負(fù)載,使工作效率大大提高。
如果電壓超過(guò)單元額定電壓,將會(huì)縮短單元使用壽命。對(duì)于高可靠性超級(jí)電容器來(lái)說(shuō),如何維持電壓在要求范圍內(nèi)是關(guān)鍵的一點(diǎn),必須控制充電電壓,以保證它不能超過(guò)每個(gè)單元額定電壓。
超級(jí)電容器具有非常廣泛的用途。與燃料電池等高能量密度物質(zhì)相結(jié)合,超級(jí)電容器提供快速的能量釋放,滿足高功率的需求,從而使燃料電池可以僅作為能量源的使用。目前,超級(jí)電容器的能量密度可高達(dá)20kW/kg,并已經(jīng)開始搶占傳統(tǒng)電容器和電池之間的市場(chǎng)。
在要求高可靠性而對(duì)能量要求不高的應(yīng)用中,可以用超級(jí)電容器來(lái)取代傳統(tǒng)電池,也可以將超級(jí)電容器和電池結(jié)合起來(lái),應(yīng)用在對(duì)能量有要求很高的場(chǎng)合,而可以采用體積更小、更經(jīng)濟(jì)的電池。
超級(jí)電容器的ESR值很低,從而可以輸出更大的電流,也可以快速的吸收大電流。同化學(xué)充電原理相比,超級(jí)電容器的工作原理使這種產(chǎn)品性能更穩(wěn)定,因此,超級(jí)電容器的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)。對(duì)于像電動(dòng)工具、玩具這種需要快速充電的設(shè)備來(lái)說(shuō),超級(jí)電容器無(wú)疑是最理想的電源。
一些產(chǎn)品適合采用電池、超級(jí)電容器的混合系統(tǒng),超級(jí)電容器的使用可以避免為了獲得更多能量而使用大體積的電池。如消費(fèi)電子產(chǎn)品中的數(shù)碼相機(jī)就是例子,超級(jí)電容器的使用使數(shù)碼相機(jī)可以采用更便宜的堿性電池而不是使用昂貴的Li離子電池。
超級(jí)電容器單元cell的額定電壓范圍為2.5~2.7V,因此,很多應(yīng)用中需要使用多個(gè)超級(jí)電容器單元。當(dāng)串聯(lián)這些單元時(shí),設(shè)計(jì)工程師需要考慮單元間的平衡和充電情況。
任何超級(jí)電容器都會(huì)在通電情況下,通過(guò)內(nèi)部并聯(lián)電阻放電,這個(gè)放電電流稱為漏電流,它影響超級(jí)電容器單元的自放電。同某些二級(jí)電池技術(shù)相似,超級(jí)電容器的電壓在串聯(lián)使用時(shí)也需要平衡,因?yàn)槌?jí)電容存在漏電流,內(nèi)部并聯(lián)電阻的大小決定串聯(lián)的超級(jí)電容器單元上的電壓分配。當(dāng)超級(jí)電容器的電壓穩(wěn)定后,各個(gè)單元上的電壓將隨著漏電流不同而發(fā)生變化,而不是隨著容值不同而變化。漏電流越大,額定電壓就越小,反之,漏電流小,額定電壓就高。這是因?yàn)?,漏電流?huì)造成超級(jí)電容器單元的放電,使電壓降低,而這個(gè)電壓會(huì)隨后影響和它串聯(lián)在一起的其他單元的電壓,這里假定這些串連的單元都使用同一個(gè)恒定電壓供電。
超級(jí)電容還能夠應(yīng)用于小型的機(jī)械設(shè)備上,應(yīng)用于小型設(shè)備上的超級(jí)電容主要是微型的超級(jí)電容設(shè)備,而上文所講的應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的超級(jí)電容則是大尺寸的電容設(shè)備。應(yīng)用于小型機(jī)械設(shè)備的超級(jí)電容就目前而言,在運(yùn)輸行業(yè)以及自然資源采集的行業(yè)有著非常好的前景,特別是用于交通運(yùn)輸行業(yè)的制動(dòng)系統(tǒng)。在自然能源的采集行業(yè)里,超級(jí)電容因?yàn)橛兄浞烹娍臁⒀h(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),能夠減少電池的更換,為采集設(shè)備提供能量。
超級(jí)電容使用的注意事項(xiàng)
在超級(jí)電容使用的過(guò)程中,應(yīng)該注意以下的事項(xiàng)。首先,在使用超級(jí)電容設(shè)備之前,應(yīng)該確保電路中的電壓符合使用標(biāo)準(zhǔn),這樣就可以避免對(duì)電容的損壞;其次,超級(jí)電容應(yīng)該遠(yuǎn)離熱源,這樣就可以避免外部環(huán)境的溫度對(duì)電容壽命的影響;最后,也是非常重要的一點(diǎn),超級(jí)電容要和各種工作裝置串聯(lián)使用,這樣才能使超級(jí)電容能夠達(dá)到工作的目的。