圖1：超級電容
 

 

超chao級ji電dian容rong器qi具ju有you一yi個ge推tui薦jian的de工gong作zuo電dian壓ya或huo者zhe最zui佳jia工gong作zuo電dian壓ya，這zhe個ge值zhi是shi根gen據ju電dian容rong在zai最zui高gao設she定ding溫wen度du下xia最zui長chang工gong作zuo時shi間jian來lai確que定ding的de。如ru果guo應ying用yong電dian壓ya高gao於yu推tui薦jian電dian壓ya，將jiang縮suo短duan電dian容rong的de壽shou命ming，如ru果guo過guo壓ya比bi較jiao長chang的de時shi間jian
，電dian容rong內nei部bu的de電dian解jie液ye將jiang會hui分fen解jie形xing成cheng氣qi體ti，當dang氣qi體ti的de壓ya力li逐zhu漸jian增zeng強qiang時shi，電dian容rong的de安an全quan孔kong將jiang會hui破po裂lie或huo者zhe衝chong破po。短duan時shi間jian的de過guo壓ya對dui電dian容rong而er言yan是shi可ke以yi容rong忍ren的de。

 

 

超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)采(cai)用(yong)對(dui)稱(cheng)電(dian)極(ji)設(she)計(ji)，也(ye)就(jiu)說(shuo)，他(ta)們(men)具(ju)有(you)類(lei)似(si)的(de)結(jie)構(gou)。當(dang)電(dian)容(rong)首(shou)次(ci)裝(zhuang)配(pei)時(shi)，每(mei)一(yi)個(ge)電(dian)極(ji)都(dou)可(ke)以(yi)被(bei)當(dang)成(cheng)正(zheng)極(ji)或(huo)者(zhe)負(fu)極(ji)，一(yi)旦(dan)電(dian)容(rong)被(bei)第(di)一(yi)次(ci)100%從(cong)滿(man)電(dian)時(shi)，電(dian)容(rong)就(jiu)會(hui)變(bian)成(cheng)有(you)極(ji)性(xing)了(le)，每(mei)一(yi)個(ge)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)外(wai)殼(ke)上(shang)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)負(fu)極(ji)的(de)標(biao)誌(zhi)或(huo)者(zhe)標(biao)識(shi)。雖(sui)然(ran)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)被(bei)短(duan)路(lu)以(yi)使(shi)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)到(dao)零(ling)伏(fu)，但(dan)電(dian)極(ji)依(yi)然(ran)保(bao)留(liu)很(hen)少(shao)一(yi)部(bu)分(fen)的(de)電(dian)荷(he)，此(ci)時(shi)變(bian)換(huan)極(ji)性(xing)是(shi)不(bu)推(tui)薦(jian)的(de)。電(dian)容(rong)按(an)照(zhao)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)被(bei)充(chong)電(dian)的(de)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang)
，它(ta)們(men)的(de)極(ji)性(xing)就(jiu)變(bian)得(de)越(yue)強(qiang)，如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)長(chang)時(shi)間(jian)按(an)照(zhao)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)充(chong)電(dian)後(hou)變(bian)換(huan)極(ji)性(xing)
，那(na)麼(me)電(dian)容(rong)的(de)壽(shou)命(ming)將(jiang)會(hui)被(bei)縮(suo)短(duan)。

 

 

超級電容器的正常操作溫度是-40 ℃～ 70℃，溫度與電壓的結合是影響超級電容器壽命的重要因素。通常情況下，超級電容器是溫度每升高10℃，電容的壽命就將降低30%～50%

，也ye就jiu說shuo，在zai可ke能neng的de情qing況kuang下xia，盡jin可ke以yi的de降jiang低di超chao級ji電dian容rong器qi的de使shi用yong溫wen度du，以yi降jiang低di電dian容rong的de衰shuai減jian與yu內nei阻zu的de升sheng高gao，如ru果guo不bu可ke能neng降jiang低di使shi用yong溫wen度du，那na麼me可ke以yi降jiang低di電dian壓ya以yi抵di清qing高gao溫wen對dui電dian容rong的de負fu麵mian影ying響xiang。比bi如ru，如ru果guo電dian容rong的de工gong作zuo電dian壓ya降jiang低di為wei1.8V

，那麼電容可以工作於65℃高(gao)溫(wen)下(xia)。如(ru)果(guo)在(zai)低(di)於(yu)室(shi)溫(wen)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)，那(na)麼(me)可(ke)以(yi)使(shi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)工(gong)作(zuo)高(gao)於(yu)指(zhi)定(ding)的(de)電(dian)壓(ya)，而(er)不(bu)會(hui)加(jia)快(kuai)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)內(nei)部(bu)的(de)退(tui)化(hua)並(bing)影(ying)響(xiang)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)壽(shou)命(ming)
，在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)提(ti)高(gao)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)，可(ke)有(you)效(xiao)地(di)抵(di)消(xiao)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)低(di)溫(wen)下(xia)內(nei)阻(zu)的(de)升(sheng)高(gao)。在(zai)高(gao)溫(wen)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)容(rong)內(nei)阻(zu)會(hui)升(sheng)高(gao)，此(ci)變(bian)化(hua)是(shi)永(yong)久(jiu)的(de)，不(bu)可(ke)逆(ni)轉(zhuan)的(de)（電解液已分解），在低溫下，電容內阻的升高是暫時現象
，因為低溫下
，電解液是黏輖性升高
，降低了離子的運動速度。

 

 

chaojidianrongqifangdianshi，huianzhaoyitiaoxielvquxianfangdian
，dangyigeyingyongmingqueledianrongderongliangyuneizuyaoqiuhou
，zuizhongyaodejiushixuyaolejiedianzujidianrongliangduifangdiantexingdeyingxiang。zaimaichongyingyongzhong，dianzushizuizhongyaodeyinsu，zaixiaodianliuyingyongzhong，rongliangyoushizhongyaodeyinsu。jisuangongshiruxia：

 

Vdrop=I(R + t/C)

 

其中Vdrop是起始工作電壓與截止工作電壓之差，I是放電電流
，R是電容是直流內阻，t是放電時間，C是電容容量

 

在脈衝應用中，由於瞬間電流很大，為減少電壓跌落
，選用低內阻（ESR）的超級電容（R值），在小電流應用中，為降低電壓跌落
，需要選用大容量的超級電容（C值）。

 

超級電容器具有多種充電形式，比如恒流


、恒功率、恒壓等。或者與電源並列，比如電池
、燃料電池
、DC變(bian)換(huan)器(qi)等(deng)。如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)與(yu)一(yi)個(ge)電(dian)池(chi)並(bing)聯(lian)，那(na)麼(me)在(zai)電(dian)容(rong)回(hui)路(lu)中(zhong)串(chuan)聯(lian)一(yi)個(ge)電(dian)阻(zu)將(jiang)降(jiang)低(di)電(dian)容(rong)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)
，並(bing)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。如(ru)果(guo)串(chuan)聯(lian)了(le)電(dian)阻(zu)，那(na)麼(me)要(yao)保(bao)證(zheng)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)是(shi)直(zhi)接(jie)與(yu)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)，而(er)沒(mei)有(you)經(jing)過(guo)電(dian)阻(zu)，否(fou)則(ze)電(dian)容(rong)是(shi)低(di)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)將(jiang)是(shi)無(wu)效(xiao)。很(hen)多(duo)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)不(bu)允(yun)許(xu)瞬(shun)間(jian)大(da)電(dian)流(liu)放(fang)電(dian)，否(fou)則(ze)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)。一(yi)隻(zhi)電(dian)容(rong)最(zui)大(da)的(de)推(tui)薦(jian)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)如(ru)下(xia): 

 

I=Vw/5R

 

其中I是推薦的最大充電電流，Vw是充電電壓
，R是電容的直流內阻。

 

電容持續采用大電流或者過壓充電。會引起電容發熱
，過熱會導致電容內阻增加、電解液分解產生氣體、縮短壽命、漏電流增加或者電容破裂。

 

 

自(zi)放(fang)電(dian)與(yu)自(zi)漏(lou)電(dian)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)
，針(zhen)對(dui)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)結(jie)構(gou)，相(xiang)當(dang)於(yu)在(zai)電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)是(shi)正(zheng)極(ji)和(he)負(fu)極(ji)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)條(tiao)高(gao)阻(zu)電(dian)流(liu)通(tong)道(dao)，這(zhe)就(jiu)是(shi)意(yi)味(wei)著(zhe)在(zai)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)的(de)時(shi)候(hou)，同(tong)時(shi)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)額(e)外(wai)的(de)附(fu)加(jia)電(dian)流(liu)
，當(dang)在(zai)充(chong)電(dian)是(shi)時(shi)候(hou)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)將(jiang)此(ci)電(dian)流(liu)當(dang)成(cheng)漏(lou)電(dian)流(liu)；當移去充電電壓後，同時電容沒有連接負載

，這個電流使電容處於放電狀態
，此時我們將此電流看成自放電電流。

 

為了可靠地測量漏電流或者放電電流，電容必須被連續充電72xiaoshiyishang，zhetongyangshiyoudianrongdejiegoujuedingde。chaojidianrongshimoxingkeyidangchengjizhibutongdeneizudechaojidianrongdebinglian，dangchongdianshi
，dineizudechaojidianrongchongdiansudukuai，dianyahenkuaishangshengzhiyuchongdiandianyaxiangdeng，dangchongdiandianyayiquhou，ruguogaoneizudechaojidianronghaimeiyoubeichongman，dineizudechaojidianrongkaishixiangbingliandegaoneizuchaojidianrongfangdian，zheyangdianrongliangduandedianyaxiajiangjiuhuibijiaokuai
，geirendeyinxiangshidianrongjuyoubijiaodadezifangdian，bixuzhuyideshi：當電容容量越大，電容被充滿所需的時間就會越長。

 

 

單體超級電容器的電壓一般為2.5V或者2.7V，在(zai)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)中(zhong)，需(xu)要(yao)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)

，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)串(chuan)聯(lian)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)提(ti)高(gao)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)壓(ya)，必(bi)須(xu)注(zhu)意(yi)，在(zai)串(chuan)聯(lian)應(ying)用(yong)中(zhong)，每(mei)一(yi)個(ge)單(dan)體(ti)的(de)電(dian)容(rong)都(dou)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)其(qi)最(zui)大(da)的(de)耐(nai)壓(ya)
，一(yi)旦(dan)長(chang)期(qi)過(guo)壓(ya)，將(jiang)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)電(dian)解(jie)液(ye)分(fen)解(jie)、氣體產生、內阻增加以及電容壽命縮短。

在(zai)放(fang)電(dian)或(huo)者(zhe)充(chong)電(dian)時(shi)，電(dian)容(rong)容(rong)量(liang)的(de)差(cha)異(yi)或(huo)者(zhe)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)下(xia)漏(lou)電(dian)流(liu)的(de)差(cha)異(yi)
，都(dou)將(jiang)導(dao)致(zhi)串(chuan)聯(lian)電(dian)容(rong)分(fen)壓(ya)不(bu)平(ping)衡(heng)。在(zai)充(chong)電(dian)時(shi)

，串(chuan)聯(lian)的(de)電(dian)容(rong)將(jiang)進(jin)行(xing)分(fen)壓(ya)，這(zhe)樣(yang)高(gao)容(rong)量(liang)的(de)電(dian)容(rong)將(jiang)承(cheng)受(shou)更(geng)大(da)的(de)電(dian)壓(ya)壓(ya)力(li)。比(bi)如(ru)，如(ru)果(guo)兩(liang)個(ge)1F的電容進行串聯
，一隻是+20%容量偏差，另一隻是-20%容量偏差，電容分壓如下：

 

Vcap1=Vsupply × [Ccap1/(Ccap1+ Ccap2)]

 

其中Vcap1是+20%容量偏差的電容如果充電電壓是5V

 

Vcap1=5V ×[1.2/(1.2+0.8)]=3V

 

從上式可以看出
，如果需要避免分壓大於電容的峰值電壓3V
，那麼電容容量誤差必須在同一個趨勢範圍內
，比如同為+20%誤差或者同為-20%誤差。另外也可以用主動電壓平衡電路來彌補電容容量的不匹配造成的電壓不平衡。

 

 

被(bei)動(dong)電(dian)壓(ya)平(ping)衡(heng)電(dian)路(lu)是(shi)采(cai)用(yong)與(yu)電(dian)容(rong)並(bing)聯(lian)的(de)電(dian)阻(zu)進(jin)行(xing)分(fen)壓(ya)，這(zhe)就(jiu)允(yun)許(xu)電(dian)流(liu)從(cong)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)容(rong)向(xiang)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)容(rong)流(liu)動(dong)，通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)電(dian)壓(ya)平(ping)衡(heng)。選(xuan)擇(ze)電(dian)阻(zu)的(de)阻(zu)值(zhi)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)，通(tong)常(chang)要(yao)使(shi)電(dian)阻(zu)允(yun)許(xu)的(de)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)電(dian)容(rong)預(yu)期(qi)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)。需(xu)要(yao)記(ji)住(zhu)的(de)是(shi)，漏(lou)電(dian)流(liu)在(zai)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)的(de)時(shi)候(hou)通(tong)常(chang)會(hui)增(zeng)大(da)。

beidongpinghengdianluzhiyouzaibupinfanduidianrongjinxingchongfangdiandeyingyongzhongshiyong，tongshinenggourongrenpinghengdianzuyinqideewaidianliu，jianyixuanzepinghengdianzuzuzhishi，shipinghengdianzudedianliudayudianrongloudianliu50倍以上，（平衡電阻值為3.3KΩ-22KΩ,取決於電容的最高操作溫度），雖然大多數平衡電路都采用比較高的平衡電阻，但當串聯的電容非常不匹配時，保護是不夠充分的。

 

zhudongpinghengdianluqiangpochuanlianjiediandedianyayucankaodianyaxiangyizhi，buguandianyayouduomedebupingheng，tongshizaiquebaojingquededianyapinghengshi
，zhudongpinghengdianluzaiwendingzhuangtaixiazhiyoufeichangdidedianliu，zhiyoudangdianyachaochupinghengfanweishi，caihuichanshengbijiaodadedianliu，zhexietexingshizhudongpinghengdianlufeichangshiheyuxuyaopinfanchongfangdiandechanghe。

 

 

當(dang)串(chuan)聯(lian)使(shi)用(yong)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)被(bei)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)時(shi)
，低(di)容(rong)量(liang)的(de)電(dian)壓(ya)有(you)可(ke)能(neng)變(bian)成(cheng)反(fan)極(ji)性(xing)
，這(zhe)是(shi)不(bu)允(yun)許(xu)的(de)
，同(tong)時(shi)會(hui)降(jiang)低(di)電(dian)容(rong)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa)就(jiu)是(shi)在(zai)電(dian)容(rong)的(de)兩(liang)端(duan)並(bing)聯(lian)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)，正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，它(ta)們(men)是(shi)反(fan)壓(ya)不(bu)導(dao)通(tong)的(de)。使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)合(he)適(shi)的(de)齊(qi)納(na)穩(wen)壓(ya)二(er)極(ji)管(guan)替(ti)換(huan)標(biao)準(zhun)的(de)二(er)極(ji)管(guan)
，能(neng)夠(gou)同(tong)時(shi)對(dui)電(dian)容(rong)過(guo)壓(ya)進(jin)行(xing)保(bao)護(hu)。需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)，二(er)極(ji)管(guan)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)電(dian)源(yuan)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)。

 

 

雖sui然ran超chao級ji電dian容rong器qi具ju有you比bi較jiao低di的de內nei阻zu
，對dui相xiang對dui於yu電dian解jie電dian容rong而er言yan，它ta的de內nei阻zu還hai是shi比bi較jiao大da
，當dang應ying用yong於yu脈mai動dong電dian流liu場chang合he下xia，容rong易yi引yin起qi電dian容rong內nei部bu發fa熱re。從cong而er導dao致zhi電dian容rong內nei部bu電dian解jie液ye分fen解jie
、內阻增加，並引起電容壽命縮短。為了保證電容的使用壽命，在應用於脈動場合時
，最好保證電容表麵的溫度上升不超過5℃。

 

超級電容器具有比二次電池更長的使用壽命
，但它的使用壽命並不是無限的，超級電容器基本失效的形式是電容內阻的增加( ESR)與 (或) 電容容量的降低.，電容實際的失效形式往往與用戶的應用有關
，長期過溫(溫度)過壓 (電壓)，或huo者zhe頻pin繁fan大da電dian流liu放fang電dian都dou會hui導dao致zhi電dian容rong內nei阻zu的de增zeng加jia或huo者zhe容rong量liang的de減jian小xiao。在zai規gui定ding的de參can數shu範fan圍wei內nei使shi用yong超chao級ji電dian容rong器qi可ke以yi有you效xiao的de延yan長chang超chao級ji電dian容rong器qi的de壽shou命ming。通tong常chang，超chao級ji電dian容rong器qi具ju有you於yu普pu通tong電dian解jie電dian容rong類lei似si的de結jie構gou，都dou是shi在zai一yi個ge鋁lv殼ke內nei密mi封feng了le液ye體ti電dian解jie液ye，若ruo幹gan年nian以yi後hou
，電dian解jie液ye會hui逐zhu漸jian幹gan涸he，這zhe一yi點dian與yu普pu通tong電dian解jie電dian容rong一yi樣yang，這zhe會hui導dao致zhi電dian容rong內nei阻zu的de增zeng加jia，並bing使shi電dian容rong徹che底di失shi效xiao。