超級一詞被添加到許多其他術(shù)語中。只要你聽到或讀到超級，就會知道它會更勝一籌。在電氣世界中，一個以超級為前綴的術(shù)語是超級電容器。那么，什么是超級電容器？下來我們將一起探討什么是超級電容器，以及超級電容器的類型、工用原理和應(yīng)用。

一、什么是超級電容器：

超級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主要原因是它們具有更高的功率密度。超級電容器安全、且易于使用，并且消耗的功率更少。

二、超級電容器的工作原理：

超級電容器通過存儲電能來工作。它將電能存儲在兩個靜電雙電層之間，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。超級電容器的電容值非常高。因此，它存儲了很高的電荷值。此外，電容大小與板之間的距離成反比。在超級電容器中，這個距離明顯更短，從而導(dǎo)致高電容幅度。

超級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存能量。這些電容器在電解質(zhì)溶液中的兩個極板之間產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷離子。這是因為在有電壓電源的情況下，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。這兩個電容器之間的距離非常薄。因此，每個電荷都具有高電容，并且電極面積很高。

三、超級電容器的種類：

以下是三種類型的超級電容器。

1．靜電雙電層電容器：第一種類型的超級電容器是靜電雙電層電容器。這些超級電容器由一個隔膜、一個電解質(zhì)和兩個電極組成。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電極分開。它們具有碳電極或具有相對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。混合電容器的一個電極能夠顯示靜電電容，另一個電極具有電化學(xué)電容。鋰離子電容器就是這類電容器的典型例子。

四、超級電容器的優(yōu)缺點：

1．優(yōu)點：

與電池和電解電容器相比，超級電容器具有很高的儲能容量。這是因為他們使用活性炭材料來增加其電容值。

超級電容器的保質(zhì)期比電池長。這是因為電池由于能量儲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。

超級電容器可以在短時間內(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間來充電，并為頻繁的高功率需求高峰供電。

2．缺點：

超級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能譜。

五、超級電容器的用途：

由于其高存儲能力，超級電容器被用于不同的領(lǐng)域。超級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。超級電容器在該領(lǐng)域的一個重要應(yīng)用是混合動力巴士，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)和其他存儲設(shè)備都是使用超級電容器開發(fā)的。它們也用于LED閃光燈裝置。

3．超級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力。

4．超級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)為車輛提供儲存的能量。

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

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

常見問題解答：

問題1：超級電容器能用多久？

答：超級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，是因為其儲能的靜電特性，由于沒有化學(xué)變化，不會導(dǎo)致退化。

問題2：超級電容器使用安全嗎？

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

問題3：影響超級電容器性能的因素有哪些？

答：超級電容器的性能受以下因素影響。

工作電壓；

溫度；

循環(huán)壽命。