超級電容器的原理與分類及其優(yōu)缺點分析

　　電容器是儲存電荷的常用電子器件，在許多電子設(shè)備中得到了廣泛的運用。由于新時期行業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，早期的電路結(jié)構(gòu)逐漸被更復雜的電路形式取代，普通的電容器已經(jīng)滿足不了電路運行的需要。為了達到高負荷或超負荷電路運行的需要，國內(nèi)開始推廣使用超級電容器，這種器件在性能上比傳統(tǒng)電容器更加優(yōu)越。文中闡述了電容器的原理、基本功能、優(yōu)缺點等。

　　常規(guī)電容僅能滿足結(jié)構(gòu)簡單、負荷較小的電路運行要求，對于大負荷的電路運行則難以起到儲存電荷的效果。近年來，超級電容器的推廣應(yīng)用有效地解決了大負荷電路運行的難題，保證了電力電子設(shè)備使用性能的正常發(fā)揮。

　　1 超級電容器原理與應(yīng)用

　　超級電容器實際上屬于電化學元件，引起電荷或電能儲存流程可相互逆轉(zhuǎn)，其循環(huán)充電的次數(shù)達到10萬次。憑借多個方面的性能優(yōu)勢，超級電容器的應(yīng)用范圍逐漸擴大，掌握該裝置的原理有助于正常的操作使用。

　　1.1 超級電容器的原理

　　“雙電層原理”是超級電容器的核心，這是由該裝置的雙電層結(jié)構(gòu)決定的。超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當外加電壓作用于普通電容器的兩個極板時，裝置存儲電荷的原理是一樣的，即正電極與正電荷對應(yīng)、負電極與負電荷對應(yīng)。而超級電容器除了這些功能外，若其受到電場作用則會在電解液、電極之間產(chǎn)生相反的電荷，此時正電荷、負電荷分別處于不同的接觸面，這種條件下的負荷分布則屬于“雙電層”，原理如圖1.因電容器結(jié)構(gòu)組合上的改進，超級電容器的電容儲存量極大。此外，如果超級電容器兩極板間電勢小于電解液的標準電位時，超級電容器則是正常的工作狀態(tài)，相反則不正常。根據(jù)超級電容器原理，其在運用過程中并沒有出現(xiàn)化學反應(yīng)，僅僅是在物理性質(zhì)上的變化，因而超級電容器的穩(wěn)定性更加可靠。

　　圖1 超級電容的結(jié)構(gòu)原理