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当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时,电解液界面上电荷不会脱离电解液,超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下),如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时,电解液将分解,为非正常状态。由于随着超级电容器放电 ,正、负极板上的电荷被外电路泄放,电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程,没有化学反应。因此性能是稳定的,与利用化学反应的蓄电池是不同的。
3. 主要特点:
由于超级电容器的结构及工作原理使其具有如下特点:
①.电容量大,超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极与电解液接触的面积大大增加,根据电容量的计算公式,那么两极板的表面积越大,则电容量越大。因此,一般双电层电容器容量很容易超过1F,它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3~4个数量级,目前单体超级电容器的最大电容量可达5000F。
②.充放电寿命很长,可达500 000次,或90 000小时,而蓄电池的充放电寿命很难超过1 000次。
③.可以提供很高的放电电流(如2700F的超级电容器额定放电电流不低于950A,放电峰值电流可达1680A,一般蓄电池通常不能有如此高的放电电流一些高放电电流的蓄电池在杂如此高的放电电流下的使用寿命将大大缩短。
④.可以数十秒到数分钟内快速充电,而蓄电池再如此短的时间内充满电将是极危险的或几乎不可能。
⑤.可以在很宽的温度范围内正常工作(-40℃~+70℃)而蓄电池很难在高温特别是低温环境下工作。
⑥.超级电容器用的材料是安全的和无毒的,而铅酸蓄电池、镍镉蓄电池军具有毒性。
⑦.等效串联电阻ESR相对常规电容器大(10F/2.5V的ESR为110mΩ)。
⑧.可以任意并联使用一增加电容量,如采取均压后,还可以串联使用。