初識電化學(xué)電容器

A. 什么是超級電容器？

超級電容器是一種新型的儲能裝置，由于其相對于傳統(tǒng)的平板電容器具有較高的能量密度，而相對于二次電池而言其具有較大的功率密度，因此它常常被描述為能夠“bridge the gap between capacitor and battery”。Maxwell公司公布的超級電容器與鋰電池性能對比以及超級電容器的優(yōu)缺點的對比，如下面表格所示

關(guān)于超級電容器，有一本很經(jīng)典的書籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applications”。要想詳細了解電容器知識的小伙伴可以仔細閱讀一下該書籍。這里主要基于文獻閱讀的形式來介紹一下電容器的相關(guān)知識。

2.外殼膨脹

　　由于電容器內(nèi)部介質(zhì)在電壓作用下發(fā)生游離，使介質(zhì)分解而析出氣體或者由于部分元件擊穿、極對外殼放電等均會使介質(zhì)析出氣體。這些氣體在密封的外殼中將引起壓力的增加，因而引起外殼膨脹。所以，電容器外殼膨脹是電容器發(fā)生故障或故障前的征兆。在運行過程中若發(fā)現(xiàn)電容器外殼膨脹應(yīng)及時采取措施，膨脹嚴(yán)重者應(yīng)立即停止使用，以免事故擴大。

舉一個現(xiàn)實生活中的例子，我們看到市售的整流電源在拔下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會繼續(xù)亮一會兒，然后逐漸熄滅，就是因為里面的電容事先存儲了電能，然后釋放。當(dāng)然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波，不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經(jīng)歷，一般低質(zhì)的電源由于廠家出于節(jié)約成本慮使用了較小容量的濾波電容，造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個較大容量的電解電容（1000μF，注意正極接正極），一般可以改善效果。發(fā)燒友制作HiFi音響，都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波，濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流，而且大電容的儲能作用，使得突發(fā)的大信號到來時，電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強勁有力的音頻輸出。這時，大電容的作用有點像水庫，使得原來洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證下游大量用水時的供應(yīng)。