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电容模组
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双电层电容

双电层电容

  • 所属分类:双层超级电容模组
  • 浏览次数:
  • 发布日期:2021-03-03 10:43:51
  • 产品概述
  • 性能特点
  • 技术参数

产品名称:双电层电容2.7v2F 圆柱型

      双电层电容:是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙而产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离内(分散层)产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中呈电中性,这便是双电层电容的充放电原理。

    法拉电容:其理论模型是由Conway首先提出,是在电极表面和近表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸脱附和氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液离子与电极活性物质发生的氧化还原反应。当电解液中的离子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极/溶液界面时,会通过界面上的氧化还原反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中,从而使得大量的电荷被存储在电极中。放电时,这些进入氧化物中的离子又会通过以上氧化还原反应的逆反应重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。 

    电容优点:

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;

从环保的角度考虑,它是一种绿色能源;

超级电容器可焊接,因而不存在像电池接触不牢固等问题;

  电容突出特点

(1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;

(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;

(3)大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;

(4)功率密度高,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;

(5)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;

(6)充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;

(7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;

(8)检测方便,剩余电量可直接读出;

(9)容量范围通常0.1F--1000F 。

产品应用范围:

◆后备电源:RAM、雷管、汽车记录仪智能仪表真空开关数码相机、马达驱动

◆储能:智能三表UPS、安防设备、通信设备手电筒、水表、气表、车尾灯、小家电

◆大电流工作:电气化铁路、智能电网控制、混合动力车、无线传输

◆大功率支持:风力发电、机车启动、点火、电动汽车等

系列规格表


系列名称HP系列
类型名称HP-2R7
额定电压VR2.7V
浪涌电压2.85V
容量范围0.35F-12F
使用温度范围-40℃~+70℃
产品寿命常温循环寿命:25℃,VR到1/2VR之间循环50万次,容量衰减≤30%,内阻变化≤4倍
高温耐久寿命:高温度保持VR,1000小时,容量衰减≤30%,内阻变化≤4倍

产品性能表


型号电压V容量F交流内阻mΩ1KHz24h漏电流uA产品尺寸mm
直径D长度H脚距P
HP-2R7-J254VYJ032.70.251302.55122
HP-2R7-J254VYJ042.70.55001506.312.52.5
HP-2R7-J254VYJ052.71300108133.5
HP-2R7-J205VYJ082.72200208163.5
HP-2R7-J205VYJ072.72130208203.5
HP-2R7-J205VYJ132.721202010205
HP-2R7-J335TYJ072.73.3120338203.5
HP-2R7-J335VYJ132.73.3703310205
HP-2R7-J475VYJ092.74.7604712.5215
HP-2R7-J705VYJ052.77807010205
HP-2R7-J705VYJ132.7780708303.5
HP-2R7-J805VYJ092.78508012.5215
HP-2R7-J106VYJ112.7105010010255
HP-2R7-J106VYJ102.7108010012.5255
HP-2R7-J106VYJ092.7105510012.5215
HP-2R7-J126VYJ092.7124012012.5215


测试方法:

容量

1 恒流放电方法

( 1)测量电路

image.png

                     图1 – 恒流放电方法电路

2 测量方法

◎ 恒流/恒压源的直流电压设定为额定电压(UR)。

◎ 设定表1中规定的恒电流充放电装置的恒定电流值。

◎ 将开关S切换到直流电源,在恒流/恒压源达到额定电压后恒压充电30min。

◎ 在充电结束后,将开关S变换到恒流放电装置,以恒定电流进行放电。

◎ 测量电容器两端电压从U1到U2的时间t1和t2,如图2所示,根据下列等式计算电容量值:

 

image.png

图2 电容器的端电压特性

image.png

 

其中

C  容量(F);

I  放电电流(A);

U1 测量初始电压(V);

U2 测量终止电压(V);

t1 放电电压达到U1的时间(s);

t2  放电电压达到U2的时间(s)。

放电电流I及放电电压下降的电压U1和U2参见表1。

                           

3 设备:A、ARBIN超电容测试系统 B、线性直流稳压电源C、恒流放电装置D、电压记录仪

内阻

测试方法:交流阻抗方法

测量电路

所示测量电路进行测试。

image.png

           图3– 交流阻抗方法电路

测量方法

电容器的内阻Ra应通过下式计算:

image.png

其中

Ra 交流内阻(Ω);

U 交流电压有效值(V r.m.s);

I 交流电流有效值(V r.m.s)。

测量电压的频率,应为1kHz。

交流电流应为1mA至10mA。



使用事项:

超级电容器不可使用在如下状态:

1) 超过标称温度的温度

电容器温度超过标称温度时,将会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,

而且内阻增加,寿命缩短。

2) 超过额定电压的电压

当电容器电压超过标称电压时,将会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,

而且内阻增加,寿命缩短。所以降低使用电压可提高使用寿命。

3) 逆电压或交流电压的加载

1.周围温度对超级电容器的影响

超级电容器的使用寿命受使用温度的影响,一般情况下,使用温度提升10℃,超级电容器的寿命会缩短一半,请尽量在低于最高使用温度的低温环境下使用。超过最高使用温度使用的话,可能会造成特性急剧劣化,破损。

超级电容器的使用温度不仅要确认设备周围温度,内部温度,还要确认设备内发热体(功率晶体管、电阻等)的放射热,纹波电流引起的自行发热温度。此外,还请勿将发热体安装在超级电容器的附近。

2.请按电容器的正负极标识正确使用。

3.请避免在以下环境中使用超级电容器。

a) 直接溅水、盐水及油的环境、或处于结露状态、充满着气体状的油分或盐分的环境。

b) 充满着有害气体(硫化氢、亚硫酸、氯、氨、溴、溴化甲基等)的环境。

c) 溅上酸性及碱性溶剂的环境。

d) 阳光直射或有粉尘的环境。

e) 遭受过度的振动及冲击的环境。

4.在焊接过程中要避免使电容器过热(1.6mm的印刷线路板,焊接时应为260℃,时间不超过5s)。

5.请避免在超级电容器的引出极间或连接板焊点间进行电路配线。

6.过电压及超过工作温度范围等超出额定条件使用时,可能导致压力阀动作,电解液会喷出。因此,请采用已考虑到此异常状况可能发生的设计方法。

7.快速充放电时,充电开始时、放电开始时,会产生由内部阻抗导致的压降(也叫IR降),所以,请采用已考虑到电压变化幅度的设计方法。

8.功率型大容量产品(约10F以上产品)充电状态下如果端子短路,会有数百安培的电流流过,危险。请不要在充电状态下进行安装和拆卸。

9.不要把电容器放入已溶解的焊锡中,只在电容器的导针上粘焊锡。不可让焊接用焊棒接触电容器热缩管。

10.安装后,不可强行扭动或倾斜电容器。

11.超级电容器串联使用时,存在单体间的电压均衡问题。



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