解決電力不足的方法--超級電容
發布時間:2018-01-24 來源:村田中文技術社區 責任編輯:lina
【導讀】近年來智能手機和智能手表等移動設備不斷高機能化。兼具電話、表、PC、攝像機、音響、電視、書、遊(you)戲(xi)機(ji)等(deng)功(gong)能(neng),甚(shen)至(zhi)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)移(yi)動(dong)設(she)備(bei)上(shang)都(dou)有(you)錢(qian)包(bao)的(de)功(gong)能(neng)。每(mei)個(ge)功(gong)能(neng)都(dou)要(yao)求(qiu)高(gao)級(ji)規(gui)格(ge),設(she)計(ji)者(zhe)必(bi)須(xu)把(ba)所(suo)有(you)的(de)功(gong)能(neng)集(ji)中(zhong)在(zai)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)上(shang),且(qie)能(neng)夠(gou)隨(sui)便(bian)運(yun)行(xing)。此(ci)時(shi)必(bi)須(xu)麵(mian)對(dui)的(de)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)「如何設計電源」。
yinweikongjianyouxian,suoyinenggoushiyongdedianyuanhedianchideliangshiyouxiande。danshiruguodianlibuchongzudehua,zaitongshishiyongduodegongnengdeshishuchuhuibuwending,fengzhishideshuchubuzu。name,gaizenmebanne……
這個令人困擾的問題的理想解決方案就是使用村田的超級電容(EDLC、Supercapacitor)。
與一般電容器相比,能夠儲存更多電荷的超級電容
超chao級ji電dian容rong是shi電dian容rong器qi的de一yi種zhong,是shi能neng夠gou儲chu存cun釋shi放fang電dian力li的de蓄xu電dian裝zhuang置zhi。與yu普pu通tong電dian容rong器qi一yi樣yang,通tong過guo安an裝zhuang在zai電dian路lu中zhong,以yi各ge種zhong形xing式shi輔fu助zhu蓄xu電dian池chi和he電dian池chi等deng電dian源yuan。
普通電容器由2枚電極(金屬板)和中間夾著的介電質組成。一旦施加電壓,電子就聚集在一個電極上,是儲存電荷的狀態。此時電極間的介電質通過「介電分極」現象,發揮增加靜電容量的作用。

超級電容是能夠儲存大的電荷並進行高輸出的元件
超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)也(ye)是(shi)同(tong)樣(yang)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li),與(yu)普(pu)通(tong)電(dian)容(rong)不(bu)同(tong)的(de)是(shi),電(dian)極(ji)間(jian)是(shi)用(yong)電(dian)解(jie)液(ye)而(er)不(bu)是(shi)介(jie)電(dian)質(zhi)填(tian)充(chong)。施(shi)加(jia)電(dian)壓(ya)的(de)話(hua),電(dian)極(ji)和(he)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)麵(mian)呈(cheng)現(xian)正(zheng)負(fu)電(dian)荷(he)排(pai)列(lie),形(xing)成(cheng)稱(cheng)為(wei)「電氣雙層」deceng,zaicichucunchudianhe。chaojidianrongdejingdianrongliangyudianqishuangcengdemianjichengzhengbi,weilejinkenengdishigaimianjibianda,zaidianjishangshiyonghuoxingtan。huoxingtandebiaomianyouxuduokaifangdekong,zheshiweileshijihuodezuidadebiaomianji。

超級電容通過電極和電解液儲存電氣的構造與普通電池一樣。但是電池是利用電極和電解液間發生的化學反應(電極直接發生化學反應並溶解),erchaojidianrongjinshitongguodianzizaidianjijiandeyidong。genjucibutongdianxianshichuliangzhebutongdexingzhi。juyigexiangduiyudianchi,chaojidianrongdeyoushi。yinweichongfangdianshi,jintongguodianziyidong,suoyidianjiliehuaxiao,yuputongdianchixiangbi,kegengduodijinxingchongfangdian(村田的超級電容可使用10萬次以上)。
具備傳統電容器和傳統超級電容無法實現的特性的村田「層壓型超級電容」
自19世紀70年代開始,超級電容作為比普通電容具有大的靜電容量的蓄電裝置開始商品化,目前為止已經研發了紐扣型和圓柱型。
但是,這些類型中有幾個缺點。一個是內部阻抗(ESR)大(da),所(suo)以(yi)僅(jin)限(xian)用(yong)於(yu)低(di)輸(shu)出(chu)用(yong)途(tu)。電(dian)源(yuan)上(shang)連(lian)接(jie)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)話(hua),內(nei)部(bu)阻(zu)抗(kang)大(da),所(suo)以(yi)大(da)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)時(shi)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)嚴(yan)重(zhong),在(zai)高(gao)輸(shu)出(chu)時(shi)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)的(de)能(neng)量(liang)。還(hai)有(you)一(yi)個(ge)是(shi)紐(niu)扣(kou)型(xing)和(he)圓(yuan)柱(zhu)型(xing)在(zai)形(xing)狀(zhuang)上(shang),外(wai)部(bu)水(shui)分(fen)會(hui)從(cong)封(feng)裝(zhuang)部(bu)位(wei)進(jin)入(ru)產(chan)生(sheng)劣(lie)化(hua),以(yi)及(ji)容(rong)易(yi)引(yin)起(qi)電(dian)解(jie)液(ye)蒸(zheng)發(fa)的(de)「幹涸不良」。在靜電容量大這一點上,超級電容具有的可能性雖然很大,但是這些缺點在實際使用時就變成了難點。

村田致力於克服這些缺點,研發出新的超級電容。研發出層壓型超級電容。

村田的該款超級電容采用了前麵所提到的由電極和電解液組成的電氣雙層結構重疊在一起的結構。通過該構造,內部阻抗(ESR)成功下降到傳統超級電容的1000分之一左右,也可用於電流很大的時候。此外,通過縮小封裝部位,也成功防止了外部水分的侵入和電解液的幹涸。

村田這樣的超級電容與傳統的電容器、電(dian)池(chi)以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)相(xiang)比(bi),具(ju)有(you)很(hen)多(duo)的(de)優(you)越(yue)性(xing)。由(you)以(yi)下(xia)的(de)各(ge)個(ge)表(biao)格(ge)可(ke)知(zhi),與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi)容(rong)量(liang)大(da)高(gao)能(neng)量(liang),與(yu)電(dian)池(chi)相(xiang)比(bi)大(da)功(gong)率(lv),與(yu)傳(chuan)統(tong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)相(xiang)比(bi),在(zai)高(gao)輸(shu)出(chu)時(shi)也(ye)能(neng)使(shi)用(yong)。



尤其能夠發揮村田超級電容優勢的情況
具備之前所說所有特性的村田超級電容,在以下情況尤其能夠發揮優勢。
需要僅在高輸出的時候進行輔助的輔助電源
想要抑製輸出峰值時的電壓下降,穩定輸出
需要在突然發生斷電等情況時也不失去數據的構造
其次,厚度為2.2~3.7mm,尺寸也僅有2.1cm×1.4cm,既薄又小的形狀也極具吸引力。在電源空間有限的小型設備上也非常有效。不僅文章開頭提到的移動設備,預計還可用於小型電機、音響設備、高亮度LED、各種通信、各種係統和存儲備份……各種設備。
對於各個設備,村田的超級電容提供了至今為止沒有的解決方案。
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