超級(jí)一詞被添加到許多其他術(shù)語中。只要你聽到或讀到超級(jí)，就會(huì)知道它會(huì)更勝一籌。在電氣世界中，一個(gè)以超級(jí)為前綴的術(shù)語是超級(jí)電容器。那么，什么是超級(jí)電容器？下來我們將一起探討什么是超級(jí)電容器，以及超級(jí)電容器的類型、工用原理和應(yīng)用。

一、什么是超級(jí)電容器：

超級(jí)電容器也稱為雙電層電容器（EDLC），與其他常規(guī)電容器相比，超級(jí)電容器具有非常高的電容值。這些高電容的電容器具有低電壓限制。選擇這些電容器而不是普通電容器的一個(gè)主要原因是它們具有更高的功率密度。超級(jí)電容器安全、且易于使用，并且消耗的功率更少。

二、超級(jí)電容器的工作原理：

超級(jí)電容器通過存儲(chǔ)電能來工作。它將電能存儲(chǔ)在兩個(gè)靜電雙電層之間，這些雙電層是通過在電解質(zhì)電極的界面上形成薄電荷層而形成的。超級(jí)電容器的電容值非常高。因此，它存儲(chǔ)了很高的電荷值。此外，電容大小與板之間的距離成反比。在超級(jí)電容器中，這個(gè)距離明顯更短，從而導(dǎo)致高電容幅度。

超級(jí)電容器的金屬板覆蓋有典型碳或活性炭形式的多孔材料或納米材料。這些電容器使用靜電來儲(chǔ)存能量。這些電容器在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)極板之間產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷離子。這是因?yàn)樵谟须妷弘娫吹那闆r下，一塊板產(chǎn)生正電荷，另一塊板產(chǎn)生負(fù)電荷。結(jié)果，負(fù)離子被吸引到帶正電的板上，而正離子被吸引到帶負(fù)電的板上。它最終導(dǎo)致在板的內(nèi)表面沉積一層薄薄的離子。

離子在鍍板上的沉積導(dǎo)致靜電雙電層的產(chǎn)生。該層類似于串聯(lián)電容器的那一層。這兩個(gè)電容器之間的距離非常薄。因此，每個(gè)電荷都具有高電容，并且電極面積很高。

三、超級(jí)電容器的種類：

以下是三種類型的超級(jí)電容器。

1．靜電雙電層電容器：第一種類型的超級(jí)電容器是靜電雙電層電容器。這些超級(jí)電容器由一個(gè)隔膜、一個(gè)電解質(zhì)和兩個(gè)電極組成。電解質(zhì)是含有溶于水的負(fù)離子和正離子的混合物。隔板將這些電容器的兩個(gè)電極分開。它們具有碳電極或具有相對(duì)較高的靜電雙電層電容的衍生物。與傳統(tǒng)電容器相比，這些電容器中的電荷分離更少，范圍為0.3至0.8nm。

2．偽電容器：偽電容器是指機(jī)電偽電容器。這些超級(jí)電容器使用具有高電化學(xué)偽電容的導(dǎo)電聚合物或金屬氧化物電極。偽電容器通過在電解質(zhì)和電極之間轉(zhuǎn)移電子電荷來儲(chǔ)存電能，這是通過氧化還原反應(yīng)完成的。

3．混合電容器：另一種類型的超級(jí)電容器是混合電容器。這些電容器采用了偽電容器和雙層電容器的技術(shù)。它們具有不同特性的電極。混合電容器的一個(gè)電極能夠顯示靜電電容，另一個(gè)電極具有電化學(xué)電容。鋰離子電容器就是這類電容器的典型例子。

四、超級(jí)電容器的優(yōu)缺點(diǎn)：

1．優(yōu)點(diǎn)：

與電池和電解電容器相比，超級(jí)電容器具有很高的儲(chǔ)能容量。這是因?yàn)樗麄兪褂没钚蕴坎牧蟻碓黾悠潆娙葜怠?/p>

超級(jí)電容器的保質(zhì)期比電池長。這是因?yàn)殡姵赜捎谀芰績?chǔ)存和通過電極材料內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)釋放而提前退化。

超級(jí)電容器可以在短時(shí)間內(nèi)提供大功率突發(fā)和高功率密度。

這些電容器需要很短的時(shí)間來充電，并為頻繁的高功率需求高峰供電。

2．缺點(diǎn)：

超級(jí)電容器的自放電率很高。

它們具有低電壓限制，需要串聯(lián)連接才能產(chǎn)生高電壓。

這些電容器在所有類型的電容器中具有最高的介電吸收。

線性電壓放電使得無法使用整個(gè)能譜。

五、超級(jí)電容器的用途：

由于其高存儲(chǔ)能力，超級(jí)電容器被用于不同的領(lǐng)域。超級(jí)電容器的一些最重要的應(yīng)用如下。

1．交通領(lǐng)域大量使用這些電容器。超級(jí)電容器在該領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用是混合動(dòng)力巴士，它與電池相結(jié)合以延長電池壽命并減小尺寸。

2．平板電腦、筆記本電腦、智能手機(jī)和其他存儲(chǔ)設(shè)備都是使用超級(jí)電容器開發(fā)的。它們也用于LED閃光燈裝置。

3．超級(jí)電容器也用于可再生能源領(lǐng)域。它們用于為風(fēng)能分支的變槳控制提供動(dòng)力。

4．超級(jí)電容器正在迅速用于節(jié)能服務(wù)領(lǐng)域。

5．它們還用于汽車行業(yè)，在幾秒鐘內(nèi)為車輛提供儲(chǔ)存的能量。

6．它們還用于運(yùn)輸、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、音樂和軍事等領(lǐng)域。

結(jié)束語：超級(jí)電容器是具有高電容需求的行業(yè)的福音。不同類型的超級(jí)電容器在各個(gè)行業(yè)中有不同的應(yīng)用。

常見問題解答：

問題1：超級(jí)電容器能用多久？

答：超級(jí)電容器的使用壽命很長。它們通常超過100萬次充電和放電循環(huán)。這些器件的使用壽命長，是因?yàn)槠鋬?chǔ)能的靜電特性，由于沒有化學(xué)變化，不會(huì)導(dǎo)致退化。

問題2：超級(jí)電容器使用安全嗎？

答：是的，超級(jí)電容器由于其堅(jiān)固的設(shè)計(jì)而可以安全使用。此外，他們?nèi)狈τ泻Σ牧?。這些設(shè)備不會(huì)受到熱失控的影響，這是鋰離子電池中的一個(gè)重要問題。這降低了超級(jí)電容器發(fā)生火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

問題3：影響超級(jí)電容器性能的因素有哪些？

答：超級(jí)電容器的性能受以下因素影響。

工作電壓；

溫度；

循環(huán)壽命。