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时间:2020-01-11
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1、超级电容基本参数概念寿命Lifetime超级电容器具有比二次电池更长的使用寿命,但它的使用寿命并不是无限的,超级电容器基本失效的形式是电容内阻的增加(ESR)与(或)电容容量的降低.,电容实际的失效形式往往与用户的应用有关,长期过温(温度)过压(电压),或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。在规定的参数范围内使用超级电容器可以有效的延长超级电容器的寿命。通常,超级电容器具有于普通电解电容类似的结构,都是在一个铝壳内密封了液体电解液,若干年以后,电解液会逐渐干涸,这一点与普通电解电容一样
2、,这会导致电容内阻的增加,并使电容彻底失效。电压Voltage超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压,这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。如果应用电压高于推荐电压,将缩短电容的寿命,如果过压比较长的时间,电容内部的电解液将会分解形成气体,当气体的压力逐渐增强时,电容的安全孔将会破裂或者冲破。短时间的过压对电容而言是可以容忍的。极性Polarity超级电容器采用对称电极设计,也就说,他们具有类似的结构。当电容首次装配时,每一个电极都可以被当成正极或者负极,一旦电容被第一次100
3、%从满电时,电容就会变成有极性了,每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏,但电极依然保留很少一部分的电荷,此时变换极性是不推荐的。电容按照一个方向被充电的时间越长,它们的极性就变得越强,如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性,那么电容的寿命将会被缩短。温度AmbientTemperature超级电容器的正常操作温度是-40℃~70℃,温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。通常情况下,超级电容器是温度每升高10℃,电容的寿命就将降低30%~
4、50%,也就说,在可能的情况下,尽可以的降低超级电容器的使用温度,以降低电容的衰减与内阻的升高,如果不可能降低使用温度,那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。比如,如果电容的工作电压降低为1.8V,那么电容可以工作于65℃高温下。如果在低于室温的条件下使用超级电容器,那么可以使超级电容工作高于指定的电压,而不会加快超级电容器内部的退化并影响超级电容器的寿命,在低温下提高超级电容的工作电压,可有效地抵消超级电容低温下内阻的升高。在高温情况下,电容内阻会升高,此变化是永久的,不可逆转的(电解液已分解)
5、,在低温下,电容内阻的升高是暂时现象,因为低温下,电解液是黏輖性升高,降低了离子的运动速度。放电DischargeCharacteristics超级电容器放电时,会按照一条斜率曲线放电,当一个应用明确了电容的容量与内阻要求后,最重要的就是需要了解电阻及电容量对放电特性的影响。在脉冲应用中,电阻是最重要的因素,在小电流应用中,容量又是重要的因素。计算公式如下:Vdrop=I(R+t/C)其中Vdrop是起始工作电压与截止工作电压之差,I是放电电流,R是电容是直流内阻,t是放电时间,C是电容容量在脉冲应用中
6、,由于瞬间电流很大,为减少电压跌落,选用低内阻(ESR)的超级电容(R值),在小电流应用中,为降低电压跌落,需要选用大容量的超级电容(C值)。充电ChargeMethods超级电容器具有多种充电形式,比如恒流、恒功率、恒压等。或者与电源并列,比如电池、燃料电池、DC变换器等。如果一个电容与一个电池并联,那么在电容回路中串联一个电阻将降低电容的充电电流,并提高电池的使用寿命。如果串联了电阻,那么要保证电容的电压输出是直接与负载连接,而没有经过电阻,否则电容是低电阻特性将是无效。很多电池系统不允许瞬间大电流
7、放电,否则会影响到电池的寿命。一只电容最大的推荐充电电流计算公式如下:I=Vw/5R其中I是推荐的最大充电电流,Vw是充电电压,R是电容的直流内阻。电容持续采用大电流或者过压充电。会引起电容发热,过热会导致电容内阻增加、电解液分解产生气体、缩短寿命、漏电流增加或者电容破裂。自放电与漏电流SelfDischargeandLeakageCurrent自放电与自漏电本质上是一样的,针对超级电容器的结构,相当于在电容内部是正极和负极之间有一条高阻电流通道,这就是意味着在电容充电的时候,同时会有一个额外的附加电流
8、,当在充电是时候,我们可以将此电流当成漏电流;当移去充电电压后,同时电容没有连接负载,这个电流使电容处于放电状态,此时我们将此电流看成自放电电流。为了可靠地测量漏电流或者放电电流,电容必须被连续充电72小时以上,这同样是由电容的结构决定的。超级电容是模型可以当成几只不同的内阻的超级电容的并联,当充电时,低内阻的超级电容充电速度快,电压很快上升至与充电电压相等,当充电电压移去后,如果高内阻的超级电容还没有被充满,低内阻的超级电容开始向并联的高
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