超级电容基本参数概念
超级电容参数
超级电容参数超级电容，也称为超级电容器，是一种新型电化学储能设备，它具有非常优越的性能特点。
超级电容器可实现高能量密度、高功率密度、长寿命、高可靠性等特点，无污染、绿色环保。
其在电动汽车、可再生能源等领域有着广泛的应用前景。
超级电容的参数有很多，而其中最重要的就是电容量和电压。
电容量指的是超级电容器存储电荷的能力，通常用单位法拉（F）表示，其数值范围可以从数微法到数万法之间。
而另一个主要的参数是电压，通常用伏特（V）表示。
高电压可带来更高的储能密度，但也会增加超级电容器的成本和材料需求。
与传统电容器比较，超级电容的电压较高，而电容量相对较小，这使得它们可以提供高功率输出，通常用于短时间的能量储存和释放。
具体来说，超级电容可以带来很高的放电电流（通常可达数百安培），从而适用于高强度应用，如汽车动力系统、光伏及风力发电储能系统等。
除了电容量和电压，超级电容器的导电性、电解质、电极材料等参数也非常重要。
导电性可影响超级电容器的内阻和热效应，电解质的化学稳定性、电极材料的表面积等都会对超级电容的性能造成影响。
为了获得最佳的超级电容器性能，人们需要在多个参数之间进行平衡和优化。
例如，提高超级电容器的电容量需要增加电极表面积和电解质浓度，这可能会导致超级电容器的内阻增加；而提高超级电容器的电压需要增加电极间距和跨越电介质厚度，这会增加电容器的尺寸和成本。
总之，超级电容器是一种具有高性能和广泛应用前景的电化学储能设备，其性能与多个参数密切相关。
优化超级电容器的参数，将有助于提高其电荷/放电特性、能量密度和循环寿命，并促进其在许多领域的广泛应用。
超级电容器的技术指标说明
超级电容器的技术指标说明超级电容器的主要性能指标有：容量、内阻、漏电流、高低温特性、循环寿命、能量密度、功率密度等。
(1)容量：电容器存储的容量，单位为F。
(2)内阻：分为直流内阻和交流内阻，单位为mΩ。
(3)漏电流：恒定电压下一定时间后测得的电流，单位为mA。
(4)能量密度：是指单位重量或单位体积的电容器所给出的能量，单位为Wh/Kg或Wh/L。
(5)功率密度：单位重量或单位体积的超级电容器所给出的功率，表征超级电容器所承受电流的大小，单位为W/kg或W/L。
(6)循环寿命：超级电容器经历一次充电和放电，称为一次循环。
可超过一百万次。
5.超级电容器的特点(1)使用寿命长，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年，与铅酸蓄电池的差别见表3-4。
表3-4 超级电容器与蓄电池主要性能比较(2)充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上。
超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。
而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。
(3)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。
(4)在很小的体积下达到法拉级的电容量，无须特别的充电电路和控制放电电路，和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响。
(5)保用不当会造成电解质泄漏等现象。
它内阻较大，因而不可以用于交流电路使用。
(6)超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出，而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。
(7)超级电容器与传统电容器的不同超级电容器在分离出的电荷中存储能量，用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。
传统电容器的面积是导体的平板面积，为了获得较大的容量，导体材料卷制得很长，有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。
供电超容标准
供电超容标准
"供电超容"可能指的是超级电容器（Supercapacitor），也称为超级电容或电化学双层电容器。
它是一种高容量的电容器，能够存储和释放比传统电容器更多的能量，并且具有更高的功率密度和更长的循环寿命。
超级电容器的标准通常由制造商根据其设计、材料和性能特征进行制定。
这些标准可能涵盖以下方面：
1. 容量：表示超级电容器可以存储的电荷量，通常以法拉（Farad）为单位。
2. 工作电压：指超级电容器可承受的最大电压。
3. 循环寿命：表示超级电容器在特定工作条件下可循环充放电的次数。
4. 内部电阻：这个参数影响超级电容器的功率特性和能量损失。
5. 温度范围：指超级电容器可靠工作的温度范围。
这些标准可以根据超级电容器的应用领域和具体要求而有所不同。
通常，选择超级电容器时需要考虑其标称参数是否符合特定应用的需求，例如电子设备、汽车工业、能源存储系统等。
1。
超级电容器基础知识
超级电容器分类（结构）
平板型
在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极， 另外也有另外也有Econd公司产品为典型代 表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容 器，可以达到300V以上的工作电压。
卷绕型
采用电极材料涂覆在集流体上，经过绕制 得到，这类电容器通常具有更大的电容量 和更高的功率密度。
流为100A，200F以下的为3A）和规定的频率（DC和大容量的100Hz或小容量 的KHz）下的等效串联电阻。通常交流ESR比直流ESR小，随温度上升而减小。
DC-ESR 在实际情况中，由于电容器存在一定的内阻，充放电转换的瞬间会有一个 电位的突变我们可以利用这一突变计算电极或者电容器的等效串联电阻。
锂离子超级电容器
Li4Ti5O12/AC 不对称电容器体系的概念首度由美国的 Telcordia公司提出。这一混合体系采用以活负极，电解液为商用的锂离子二 次电池电解液（锂盐），能量密度可达每公斤数十瓦（接近铅 酸蓄电池的能量密度水平）。其工作原理如图所示，充电过程 中，正极吸附电解液阴离子，负极则发生锂离子材料的嵌入反 应，放电时则相反。
t
U U0e RC
超级电容器的性能参数—漏电流
图中，EPR为等效并联电阻，代表超 级电容器的漏电流，影响长期储能性 能，EPR通常很大，可以达到几十kΩ， 所以漏电流很小。 2~4μA/F
漏电流和自放电在本质上无差别，机理也基本相同。究其根本在于电 极、电解液或其他与电芯有关的构成部分含有的微量杂质（未除干净的 H2O、气体，材料的纯度等）。
由于超级电容漏电流比较小，所以只要在充电时恒压保持足够长的 时间，那么能量就能储存很长时间，这一点是很有意义的。
当温度升高时，离子的热振动加强，漏电流也会加剧。
超级电容器基础知识详解
超级电容器是20世纪60年代发展起来的一种新型储能器件，并于80年代逐渐走向市场。
自从1957 年美国人Becker申报的第一项超级电容器专利以来，超级电容器的发展就不断推陈出新，直到1983 年，日本NEC公司率先将超级电容器推向商业化市场，使得超级电容器引起人们的广泛兴趣，研究开发热潮席卷全球，不但技术水平日新月异，而且应用范围也不断扩大。
一、超级电容器的原理超级电容也称电化学电容，与传统静电电容器不同，主要表现在储存能量的多少上。
作为能量的储存或输出装置，其储能的多少表现为电容量的大小。
根据超级电容器储能的机理，其原理可分为：1.在电极P 溶液界面通过电子和离子或偶极子的定向排列所产生的双电层电容器。
双电层理论由19 世纪末H elm h otz 等提出。
关于双电层的代表理论和模型有好几种，其中以H elm h otz 模型最为简单且能够充分说明双电层电容器的工作原理。
该模型认为金属表面上的静电荷将从溶液中吸收部分不规则的分配离子，使它们在电极P 溶液界面的溶液一侧，离电极一定距离排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。
于是，在电极上和溶液中就形成了两个电荷层，这就是我们通常所讲的双电层。
双电层有储存电能量的作用，电容器的容量可以利用以下公式来计算：式中，E为电容器的储能大小；C为电容器的电容量；V 为电容器的工作电压。
由此可见，双电层电容器的容量与电极电势和材料本身的属性有关。
通常为了形成稳定的双电层，一般采用导电性能良好的极化电极。
2.在电极表面或体相中的二维与准二维空间，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附、脱附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的法拉第准电容器。
在电活性物质中，随着存在于法拉第电荷传递化学变化的电化学过程的进行，极化电极上发生欠电位沉积或发生氧化还原反应，充放电行为类似于电容器，而不同于二次电池，不同之处为：（1）极化电极上的电压与电量几乎呈线性关系；（2）当电压与时间成线性关系d V/d t=K时，电容器的充放电电流为一恒定值I=Cd V/d t=CK.此过程为动力学可逆过程，与二次电池不同但与静电类似。
超级电容
电容单元的主要参数：型号：4-BMOD2600-6额定电压：60Vdc容量：108F可用能量：150kJ超级电容是由4个超级电容组串联而成的。
下面着重介绍超级电容组。
1．绪论430F，16V的超级电容能量存储模块是一个独立的能量存储设备，最多能够存储55kJ(15.3Whr)的能量。
能量存储模块由6个独立的超级电容单元、激光焊接的母线连接器和一个主动的、完整的单元平衡电路组成。
单元可以串联连接以获得更高的工作电压(215F，32V；143F，48V；107.5F，64V等)。
也可以并联连接提供更大的能量输出(860F，16V；1290F，16V等)或者是串联和并联的组合来获得更高的电压和更大的能量输出。
当串联连接的时候，单元到单元之间的电压平衡问题可以通过使用我们提供的双线平衡电缆来加以解决。
超级电容模块的包装是一个耐损耗的冲压铝外壳。
这样一个外壳是永久封装的，不需要维护。
3个集电极开路逻辑输出端是选购件，其中2个用于显示过压程度，另外一个用于显示过温。
2．安装2.1机械方面模块可以以任意方向安装、工作。
只用两个设计好的安装法兰来支撑模块。
也可以用4个绝缘子支座把模块安装到一个平面上。
关于绝缘子支座的安装位置请看数据表。
模块面板上有一个M4的螺纹通气孔。
从出厂到运输过程中，用一个螺杆把这个孔塞住。
这个通气孔是可选组件。
当单元发生灾难性故障时，单元会释放电解液和气体。
如果应用环境要求远程通风的话，附件中会提供一个M4的螺纹软管。
拿下螺杆换上软管。
把一个4mm 的软管系到hose barb上然后把软管导到一个安全的地方通风。
图1给出了通风口的情况。
图1 BOOST超级电容的通风口2.2电气注意：为了避免拉弧或者打火花，能量存储模块在安装过程中应该处于放电状态并断开系统电源。
在运输过程中模块也要放电。
我们推荐首先检查单元的电压确保其电压最小。
为了提供尽可能低的ESR(等效串联电阻)，能量存储模块没有装保险。
超级电容介绍
both peak power and average power load on batteries • Downsizing the battery considering the energy usage
only. • Ultracapacitor low ESR improves efficiency in
应用广泛
(在有记忆储存功能的电子产品中做后备电源，数据保护和备份，适用于带CPU的）
玩具、手电筒、洁具、自行车尾灯、音响、助听器、礼花、充电器、DVD机、收音机、冰 箱、空调、背投和液晶电视、洗碗机、鱼漂、消毒柜、电子门锁、热水器、燃气灶、电饭 煲、熨衣架、待机转嫁器、数码相框、机顶盒、微波炉、遥控器、汽车黑匣子
超级电容的规格
超级电容的规格超级电容是一种具有高电容量和高储能密度的电子元件，它在电能存储和释放方面具有很多优势。
本文将从超级电容的规格参数入手，介绍超级电容的特点、应用以及未来发展方向。
一、额定电压超级电容的额定电压是指超级电容器可以长时间工作的电压范围。
超级电容的额定电压通常在2.5V到5.5V之间，具体取决于超级电容的结构设计和材料选择。
超级电容的额定电压较低，这使得它在一些低压应用中具有优势，例如备用电源、电动车辆的启动系统等。
二、容量超级电容的容量是指超级电容器可以存储的电荷量。
超级电容的容量通常以法拉(F)为单位，容量大小一般在几毫法拉至几千法拉之间。
相比于传统电容器，超级电容具有更高的电容量，可以储存更多的电荷。
因此，超级电容在能量存储和释放方面具有较大优势。
三、内阻超级电容的内阻是指在超级电容器工作时电流通过的阻力。
内阻的大小直接影响超级电容的充放电效率和功率输出能力。
一般来说，超级电容的内阻较低，这使得它可以快速充放电，适用于需要高功率输出的应用，如电动车辆的刹车能量回收系统。
四、寿命超级电容的寿命是指超级电容器可以正常工作的时间。
超级电容的寿命主要取决于电解液的稳定性和超级电容器内部的电化学反应。
一般来说，超级电容的寿命较长，可以达到几万个充放电循环。
这使得超级电容在需要长寿命和高可靠性的应用中具有优势，如可穿戴设备、智能电表等。
五、温度范围超级电容的温度范围是指超级电容器可以正常工作的温度范围。
超级电容的温度范围通常在-40℃到+85℃之间，具体取决于超级电容的材料和封装方式。
超级电容具有较好的耐温性能，可以在较宽的温度范围内工作，适用于各种环境条件下的应用，如电动车辆、太阳能储能系统等。
超级电容作为一种新型的电子元件，在能量存储和释放方面具有广泛的应用前景。
目前，超级电容已经在汽车、电子设备、可再生能源等领域得到了广泛应用。
未来，随着超级电容技术的不断发展，超级电容的容量将进一步提升，其在能量存储领域的应用将更加广泛。
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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，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%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Ambient Temperature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%～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），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Discharge Characteristics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，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Charge Methods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Self Discharge and Leakage Current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，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内阻超级电容放电，这样电容两端的电压下降就会比较快，给人的印象是电容具有比较大的自放电，必须注意的是：当电容容量越大，电容被充满所需的时间就会越长。
电容串联Series Configurations of Super capacitors单体超级电容器的电压一般为2.5V或者2.7V，在许多应用中，需要比较高的电压，这样可以使用串联的方法来提高电容的电压，必须注意，在串联应用中，每一个单体的电容都不能超过其最大的耐压，一旦长期过压，将导致电容电解液分解、气体产生、内阻增加以及电容寿命缩短。
在放电或者充电时，电容容量的差异或者稳定状态下漏电流的差异，都将导致串联电容分压不平衡。
在充电时，串联的电容将进行分压，这样高容量的电容将承受更大的电压压力。
比如，如果两个1F的电容进行串联，一只是+20%容量偏差，另一只是-20%容量偏差，电容分压如下：Vcap1=Vsupply ×[Ccap1/(Ccap1+ Ccap2)]其中Vcap1是+20%容量偏差的电容如果充电电压是5VVcap1=5V ×[1.2/(1.2+0.8）]=3V从上式可以看出，如果需要避免分压大于电容的峰值电压3V，那么电容容量误差必须在同一个趋势范围内，比如同为+20%误差或者同为-20%误差。
另外也可以用主动电压平衡电路来弥补电容容量的不匹配造成的电压不平衡。
被动电压平衡Passive Voltage Balancing被动电压平衡电路是采用与电容并联的电阻进行分压，这就允许电流从电压比较高的电容向电压比较低的电容流动，通过这种方式进行电压平衡。
选择电阻的阻值是非常重要的，通常要使电阻允许的电流大于电容预期的漏电流。
需要记住的是，漏电流在温度升高的时候通常会增大。
被动平衡电路只有在不频繁对电容进行充放电的应用中使用，同时能够容忍平衡电阻引起的额外电流，建议选择平衡电阻阻值时，使平衡电阻的电流大于电容漏电流50倍以上，（平衡电阻值为3.3KΩ-22KΩ,取决于电容的最高操作温度），虽然大多数平衡电路都采用比较高的平衡电阻，但当串联的电容非常不匹配时，保护是不够充分的。
主动电压平衡Active Voltage Balancing主动平衡电路强迫串联节点的电压与参考电压相一致，不管电压有多么的不平衡，同时在确保精确的电压平衡时，主动平衡电路在稳定状态下只有非常低的电流，只有当电压超出平衡范围时，才会产生比较大的电流，这些特性使主动平衡电路非常适合于需要频繁充放电的场合。
反极性保护Reverse Voltage Protection当串联使用的超级电容器被快速充电时，低容量的电压有可能变成反极性，这是不允许的，同时会降低电容的使用寿命，一个简单的解决办法就是在电容的两端并联一个二极管，正常情况下，它们是反压不导通的。
使用一个合适的齐纳稳压二极管替换标准的二极管，能够同时对电容过压进行保护。
需要注意，二极管必须能够承受电源的峰值电流。
脉动电流Ripple Current虽然超级电容器具有比较低的内阻，对相对于电解电容而言，它的内阻还是比较大，当应用于脉动电流场合下，容易引起电容内部发热。
从而导致电容内部电解液分解、内阻增加，并引起电容寿命缩短。
为了保证电容的使用寿命，在应用于脉动场合时，最好保证电容表面的温度上升不超过5℃。
放电时间的计算在超级电容的应用中，很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
C(F)：超电容的标称容量；R(Ohms)：超电容的标称内阻；ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；Vwork(V)：正常工作电压Vmin(V)：截止工作电压；t(s)：在电路中要求持续工作时间；Vdrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；I(A)：负载电流；超电容容量的近似计算公式，保持所需能量=超级电容减少的能量。
保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t；超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2)，因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)举例如下：如单片机应用系统中，应用超级电容作为后备电源，在掉电后需要用超级电容维持100mA 的电流，持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V，那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作？由以上公式可知：工作起始电压Vwork＝5V工作截止电压Vmin＝4.2V工作时间t=10s工作电源I＝0.1A那么所需的电容容量为：C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)=1.25F根据计算结果，可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
实例：假设磁带驱动的工作电压5V，安全工作电压3V。
如果直流马达要求0.5A保持2秒（可以安全工作），问需要选用多大容量的超级电容？解：C=(Uwork+ Umin)It/(Uwork*Uwork -Umin*Umin)＝（5+3）*0.2*2／（5*5-3*3）＝0.5F因为5V的电压超过了单体电容器的标称工作电压。
因而，可以将两电容器串联。
如两相同的电容器串联的话，那每只的电压即是其标称电压2.5V。