超容基本参数

寿命

超级电容具有比二次电池更长的使用寿命,但它的使用寿命也并是无限的,超级电容基本失效的形式是电容内阻的增加(ESR)与(或)电容容量的降低,电容实际的失效形式往往与用户的应用有关,长期过温过压,或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。在规定的参数范围内使用超级电容可以有效的延长它的寿命。通常,超级电容具有于普通电解电容类似的结构,都是在一个铝壳内密封了液体电解液,若干年后,电解液会逐渐干涸,这一点和普通电解电容已一样,这样会导致电容内阻的增加,并使电容彻底失效。

美莱超级电容寿命:充放电次数3万周以上

电压

超级电容具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压,这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。如果应用电压高于推荐电压,将缩短电容的寿命,如果过压比较长的时间,电容内部的电解液将会分解成气体,当气体的压力逐渐增强时,电容的安全孔将破裂或冲破。短时间的过压对电容而言是可以容忍的。

美莱超级电容电压:单体最大电压3.8V~4.2V

极性

超级电容采用对称电极设计,即它们具有类似的结构。当电容首次装配时,每个电极都可以被当成正极或负极,一旦电容被第一次100%充满,电容就会有极性,每个超级电容外壳上都有极性的标识。虽然它们可以被短路以使电压降至零伏,但电极依然保留很少部分的电荷,此时变换极性是不允许的。

美莱超级电容极性:产品上都有正负极性标识,严格按照线路接线,禁止反接。

温度

超级电容的正常操作温度是-40~70℃,温度与电压的结合是影响超级电容寿命的重要因素。通常情况下,超级电容是温度每升高10℃,电容的寿命就会降低30%~50%,也就是说,在可能的情况下,尽可以的降低超级电容的使用温度以降低电容的衰减和内阻的升高。

美莱超级电容温度:-25℃~+55℃

放电

超级电容放电时,会按照一定斜率曲线放电,当一个应用明确了电容的容量与内阻要求后,最重要的就是需要了解电阻及电容量对放电特性的影响。在脉冲应用中,电阻是最重要的因素,在小电流应用中,容量优势最重要的因素。计算公式如下:

其中 是起始共醉电压与截止工作电压之差,I是放电电流,R是电容直流内阻,t是放电时间,C是电容容量。脉冲应用中,瞬间电流很大,为减少电压跌落,选用低内阻的超级电容;在小电流应用中,为降低电压跌落,需选用大容量的超级电容。

美莱超级电容放电:整合电源模块,使得能够恒压输出。

充电

超级电容具有多种充电形式,比如恒流、恒功率、恒压等。或者与电源并列,比如电池、燃料电池、DC变换器等。如果一个电容与一个电池并联,那么在电容回路中串联一个电阻将降低电容的充电电流,并提高电池的使用寿命。如果串联了电阻,那么要保证电容的电压输出是直接与负载连接,而没有经过电阻,否则电容是低电阻特性将是无效。很多电池系统不允许书剑大电流放电,否则会影响电池的寿命。一只电容最大的推荐充电电流计算公式如下:

其中I是推荐的最大充电电流, 是充电电压,R是电容的直流内阻。

电容持续采用大电流或过压充电,会引起电容发热内阻增加,电解液分解产生气体,导致寿命缩短、漏电流增加或者电容破裂。

美莱超级电容充电:自主研发设计的充电站,内部智能控制,对超级电容安全有效的快速冲电。

电容串联

单体超级电容器的电压一般为2.5V或者2.7V,在许多应用中,需要比较高的电压,这样可以使用串联的方法提高电容的电压,必须注意的是,在串联应用中,每个单体的电容都不能超过其最大的耐压,一旦长期过压,将导致电容电解液分解、气体产生、内阻增加以至电容寿命的缩短。

在充放电时,电容容量的差异或者稳定状态下漏电流的差异,都将导致串联电容分压不平衡。充电时,串联的电容将进行分压,这样高电容的电容将承受更大的电压压力。

美莱超级电容串联:一般相同规格的电容单体进行串联

美莱锂离子超级电容充放电曲线

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