超級電容器原理與應用

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，其循環充電的次數達到10萬次。憑借多個方面的性能優勢，超級電容器的應用范圍逐漸擴大，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構決定的。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、負電極與負電荷對應。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.因電容器結構組合上的改進，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，相反則不正常。根據超級電容器原理，其在運用過程中并沒有出現化學反應，僅僅是在物理性質上的變化，因而超級電容器的穩定性更加可靠。

1.2超級電容器的應用

目前，超級電容器憑借強大的儲存容量及存儲性能，在許多大中小型設備中得到了普遍運用，且涉及到的行業較為廣泛。具體運用在：真空開關、儀器儀表、數碼相機等微小電流供電的后備電源；太陽能產品以及小型充電產品的充電電池。由于超級電容器的功能優勢顯著，在使用時可適當添加輔助元件以優化電容器結構，從而進一步增強了超級電容器的結構性能。

2超級電容器的主要功能

與普通電容器相比，超級電容器在結構上進行了改進調整，且在原理上得到了優化。但在使用期間超級電容器與常規電容器的功能相近。新型電容裝置的功能集中表現在：旁路、去耦、儲能等方面，這些對于電路運行或存儲電荷都有著明顯的調控作用。具體功能如下：

（1）旁路。超級電容器中的旁路電容可以定期儲存電能，但其它元器件在運行中需要能量時，則能及時釋放出電荷維持使用。旁路電容器的最大功能表現于穩壓器電荷輸出的均衡，避免了電荷傳輸混亂而引起電路故障，裝置充電、放電的靈活性較強，

4超級電容器使用的優缺點

超級電容器在使用過程中并非每一個方面都是優越的，這就要求在運用超級電容器時能熟練掌握該裝置的優缺點。受到制造技術的限制，我國在使用超級電容器時還存在安裝、調試等方面的不足。不少設備因盲目使用超級電容器造成電路故障，影響了整個設備性能的發揮。作為電容器的新產品，超級電容器呈現出來的優點要顯著大于缺點。

（1）優點。超級電容器是普通電容裝置的升級，在對早期的電容器實施了多個方面的改良。主要優點在：①電容量。早期使用的常規電容器，電容存儲量較小，僅能滿足小負荷的電路需求；而超級電容器的電容量級別可達到法拉級，能適合更復雜的電路運行需要。

②電路。超級電容器對電路結構的要求較低，不需要設置特殊的充電電路、控制放電電路，且電容器的使用時間不會受到過充、過放的影響。③焊接。普通電容器無法進行焊接，在安裝超級電容器時可根據需要進行焊接處理，防止了電池接觸不良等現象的發生，提高了電容器元件的使用性能。

（2）缺點。通過對超級電容器的性能測試，筆者發現這種新型電容器也存在缺點。如：①泄漏。超級電容器安裝位置不合理，容易引起電解質泄漏等問題，破壞了電容器的結構性能。②電路。超級電容器僅限于直流電路的使用，這是由于與鋁電解電容器相比，超級電容器的內阻更大，不適合交流電路的運行要求。③價格。由于超級電容器是新一代高科技產品，其剛剛推向市場時價格相對較高，增加了設備運行的成本投入。

4超級電容器使用的優缺點

超級電容器在使用過程中并非每一個方面都是優越的，這就要求在運用超級電容器時能熟練掌握該裝置的優缺點。受到制造技術的限制，我國在使用超級電容器時還存在安裝、調試等方面的不足。不少設備因盲目使用超級電容器造成電路故障，影響了整個設備性能的發揮。作為電容器的新產品，超級電容器呈現出來的優點要顯著大于缺點。

（1）優點。超級電容器是普通電容裝置的升級，在對早期的電容器實施了多個方面的改良。主要優點在：①電容量。早期使用的常規電容器，電容存儲量較小，僅能滿足小負荷的電路需求；而超級電容器的電容量級別可達到法拉級，能適合更復雜的電路運行需要。

②電路。超級電容器對電路結構的要求較低，不需要設置特殊的充電電路、控制放電電路，且電容器的使用時間不會受到過充、過放的影響。③焊接。普通電容器無法進行焊接，在安裝超級電容器時可根據需要進行焊接處理，防止了電池接觸不良等現象的發生，提高了電容器元件的使用性能。

（2）缺點。通過對超級電容器的性能測試，筆者發現這種新型電容器也存在缺點。如：①泄漏。超級電容器安裝位置不合理，容易引起電解質泄漏等問題，破壞了電容器的結構性能。②電路。超級電容器僅限于直流電路的使用，這是由于與鋁電解電容器相比，超級電容器的內阻更大，不適合交流電路的運行要求。③價格。由于超級電容器是新一代高科技產品，其剛剛推向市場時價格相對較高，增加了設備運行的成本投入。