超級(jí)電容器是一種通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件，可作為一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，且儲(chǔ)能過程是可逆的，可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。其突出優(yōu)點(diǎn)是功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬，是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種。本文著重討論超級(jí)電容選型和應(yīng)用時(shí)需要了解的一些關(guān)鍵參數(shù)。

電壓 Voltage

超級(jí)電容器具有一個(gè)推薦的工作電壓或者最佳工作電壓，這個(gè)值是根據(jù)電容在最高設(shè)定溫度下最長(zhǎng)工作時(shí)間來確定的。如果應(yīng)用電壓高于推薦電壓，將縮短電容的壽命，如果過壓比較長(zhǎng)的時(shí)間，電容內(nèi)部的電解液將會(huì)分解形成氣體，當(dāng)氣體的壓力逐漸增強(qiáng)時(shí)，電容的安全孔將會(huì)破裂或者沖破。短時(shí)間的過壓對(duì)電容而言是可以容忍的。

極性 Polarity

超級(jí)電容器采用對(duì)稱電極設(shè)計(jì)，也就說，他們具有類似的結(jié)構(gòu)。當(dāng)電容首次裝配時(shí)，每一個(gè)電極都可以被當(dāng)成正極或者負(fù)極，一旦電容被第一次100%從滿電時(shí)，電容就會(huì)變成有極性了，每一個(gè)超級(jí)電容器的外殼上都有一個(gè)負(fù)極的標(biāo)志或者標(biāo)識(shí)。雖然它們可以被短路以使電壓降低到零伏，但電極依然保留很少一部分的電荷，此時(shí)變換極性是不推薦的。電容按照一個(gè)方向被充電的時(shí)間越長(zhǎng)，它們的極性就變得越強(qiáng)，如果一個(gè)電容長(zhǎng)時(shí)間按照一個(gè)方向充電后變換極性，那么電容的壽命將會(huì)被縮短。

溫度 Ambient Temperature

超級(jí)電容器的正常操作溫度是-40 ℃～ 70℃，溫度與電壓的結(jié)合是影響超級(jí)電容器壽命的重要因素。通常情況下，超級(jí)電容器是溫度每升高10℃，電容的壽命就將降低30%～50%，也就說，在可能的情況下，盡可以的降低超級(jí)電容器的使用溫度，以降低電容的衰減與內(nèi)阻的升高，如果不可能降低使用溫度，那么可以降低電壓以抵清高溫對(duì)電容的負(fù)面影響。比如，如果電容的工作電壓降低為1.8V，那么電容可以工作于65℃高溫下。如果在低于室溫的條件下使用超級(jí)電容器，那么可以使超級(jí)電容工作高于指定的電壓，而不會(huì)加快超級(jí)電容器內(nèi)部的退化并影響超級(jí)電容器的壽命，在低溫下提高超級(jí)電容的工作電壓，可有效地抵消超級(jí)電容低溫下內(nèi)阻的升高。在高溫情況下，電容內(nèi)阻會(huì)升高，此變化是永久的，不可逆轉(zhuǎn)的（電解液已分解），在低溫下，電容內(nèi)阻的升高是暫時(shí)現(xiàn)象，因?yàn)榈蜏叵?，電解液是黏輖性升高，降低了離子的運(yùn)動(dòng)速度。

放電 Discharge Characteristics

超級(jí)電容器放電時(shí)，會(huì)按照一條斜率曲線放電，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用明確了電容的容量與內(nèi)阻要求后，最重要的就是需要了解電阻及電容量對(duì)放電特性的影響。在脈沖應(yīng)用中，電阻是最重要的因素，在小電流應(yīng)用中，容量又是重要的因素。計(jì)算公式如下：

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(nèi)阻，t是放電時(shí)間，C是電容容量

在脈沖應(yīng)用中，由于瞬間電流很大，為減少電壓跌落，選用低內(nèi)阻（ESR）的超級(jí)電容（R值），在小電流應(yīng)用中，為降低電壓跌落，需要選用大容量的超級(jí)電容（C值）。

充電 Charge Methods

超級(jí)電容器具有多種充電形式，比如恒流、恒功率、恒壓等?；蛘吲c電源并列，比如電池、燃料電池、DC變換器等。如果一個(gè)電容與一個(gè)電池并聯(lián)，那么在電容回路中串聯(lián)一個(gè)電阻將降低電容的充電電流，并提高電池的使用壽命。如果串聯(lián)了電阻，那么要保證電容的電壓輸出是直接與負(fù)載連接，而沒有經(jīng)過電阻，否則電容是低電阻特性將是無效。很多電池系統(tǒng)不允許瞬間大電流放電，否則會(huì)影響到電池的壽命。一只電容最大的推薦充電電流計(jì)算公式如下:

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(nèi)阻。

電容持續(xù)采用大電流或者過壓充電。會(huì)引起電容發(fā)熱，過熱會(huì)導(dǎo)致電容內(nèi)阻增加、電解液分解產(chǎn)生氣體、縮短壽命、漏電流增加或者電容破裂。