法拉电容的特点及使用寿命

Posted 2020-12-20 11zz

法拉电容主要由极化电极、集电极、电解液、隔膜、引线和封装材料几部分组成。电极材料、电解质的组成、隔膜质量以及电极制造技术对法拉电容的性能有决定性的影响。

 

法拉电容是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到法拉电容的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在法拉电容的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，法拉电容为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着法拉电容放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出法拉电容的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的

 

法拉电容的特点

 

（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；

 

（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”，也不存在过度放电的问题；

 

（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；

 

（4）功率密度相对较低，约为300W/KG~5000W/KG，仅相当于锂电池的1/5~1/10；

 

（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；

 

（6）充电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，长期使用免维护；

 

（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；

 

（8）检测方便，剩余电量可直接读出；

 

（9）容量范围通常0.01F--1000F，而耐压往往偏低（几伏特到十多伏，新开发出的也不过二十多伏）。

 

超级电容可做成超级电容模组，适合高容量的需求。

 

缺点：

 

（1）目前超级电容的耐压均不高。实际使用中过压保护电路必不可少。有人经常将二个到多个超级电容串接来接入大电压环境中。这种做法是不对的。因为随着电容的漏电，而电容的品质又不尽相同，在后期多次的充放电后容易造成局部单元过充而击穿的现象。

 

（2）超级电容毕竟不是电池，存在电压随着放电而逐渐下降的问题，所以需要较复杂的输出电路。

 

法拉电容，超长使用寿命

 

法拉电容与普通电池不同，它是一种电化学原件，它存储的过程中不会发生化学反应，，法拉电容可以在较小的体积下就能达到法拉级的容量，不需要专门的充电与放电，是一种绿色环保产品，法拉电容相对于电池来讲他可以反复传输能量，而不会同普通电池一样减少使用寿命，法拉电容的寿命比较长，充放电次数是铺通电池的500倍，循环使用性强。法拉电容没有有害的化学物资，无污染、保护环境。适合出口企业采用。

 

超级电容器的耐压较低通常只有2.5V允许浪涌电压为2.7V，因此，对于单个超级电容器而言，充电器的最大输出电压不能超过2.7V，只要超级电容器的工作电压在安全电压以内，超级电容器的使用寿命是非常长的，循环充放电次数可以达到10-50万次。

 

正是因为超级电容器的工作电压低，常常需要将数个超级电容器串联使用以提高工作电压，由于超级电容器存在不平衡性，在进行串联使用时必须保证任意超级电容器的充电电压都不得高于2.5V，解决办法就是采用电池均衡器。

 

法拉电容主要有2个用处：高功率脉冲的应用以及瞬时功率的保持。高功率脉冲应用的优势：短时间内流向负载多电量；瞬时功率维护应用的优势：要求连续像负载提共功率，维持时间一般为十几秒或几分钟。短时间功率维持的一个基本应用是断电时磁盘驱动头的复位。不一样的机器对法拉电容的参数要求也是不一样的。高功率脉冲应用是利用法拉电容较小的内阻，而短时间功率保持是利用超电容大的静电容量。

 

超级电容的功率密度是普通锂电池的几十倍以上，且对充电的电路要求也不高，节约充电与放电时间。超级电容的充放电次数超过五十万次，若每天充电放电二十，可连续使用六十八年之久。远远延长了使用寿命。此外，超级电容可以串联成电容组，可以增加更大的储存量。

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