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作為超級(jí)電容器,其電荷的轉(zhuǎn)移很快,充、放電的速度以秒為單位,而傳統(tǒng)電池的充電則需要數(shù)個(gè)小時(shí)。理想狀態(tài)下,該電容器可以應(yīng)用于諸如電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)中,使用制動(dòng)能量來產(chǎn)生電流并實(shí)現(xiàn)電流的即時(shí)存儲(chǔ)。
麻煩的是,由于表面積的限制,超級(jí)電容器的容量是有限的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)電池以卷的形式進(jìn)行儲(chǔ)電的電容量。公司曾經(jīng)試圖增加電極的表面積,例如將多孔導(dǎo)電材料(如目前市場上占主導(dǎo)地位的活性炭)應(yīng)用于電容器中。但是,他們總是希望做得更好。
解決有限電容的一個(gè)方案是制備表面積非常高的材料,如碳納米管和石墨烯。這兩種物質(zhì)是由單層碳原子構(gòu)成,已經(jīng)用于制造高容量的超級(jí)電容器。但這兩種材料本身十分昂貴,生產(chǎn)相對(duì)困難,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用不大容易。另一種氧化還原-活化分子,該分子容易吸收電子,然后釋放電子。這種新材料稱為共價(jià)有機(jī)框架(COF),是一種高度多孔晶體,它可以用來制造儲(chǔ)存電能的裝置(超級(jí)電容器),該電容器廣泛應(yīng)用于汽車、電腦等領(lǐng)域。但氧化還原-活化分子材料有自己的不足。在經(jīng)過一些電子周期之后,材料本身就會(huì)遭到破壞,其他材料則無法制作多孔的超級(jí)電容器。
電力電容器的維護(hù)與管理
電容器不允許裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置,相反應(yīng)裝設(shè)無壓釋放自動(dòng)跳閘裝置。主要是因電容放電需要一定時(shí)間,當(dāng)電容器組的開關(guān)跳閘后,如果馬上重合閘,電容器是來不及放電的,在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷,這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流,從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆1炸。如果在碰觸時(shí)有明顯的不大的火花,就可以肯定此電容有充電,也就是說此電容沒壞。
電解電容器性能要求
小體積、大容量
由于電解電容器陽極為腐蝕多孔的閥金屬且表面生成一層極薄的介質(zhì)氧化膜,多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu),很容易擴(kuò)大體積,因此單位體積電容量非常大,比其它電容大幾倍到幾十倍。但是大電容量的獲取是以體積的擴(kuò)大為代價(jià)的,現(xiàn)代1開關(guān)電源要求越來越高的效率,越來越小的體積,因此,有必要尋求新的解決辦法,來獲得大電容量、小體積的電容器。脈沖動(dòng)力一組大型,特別構(gòu)造的低電感高壓電容(電容器組)可用于為許多脈沖功率應(yīng)用中提供巨大的電流脈沖。
在開關(guān)電源的原邊一旦采用有源濾波器電路,則鋁電解電容器的使用環(huán)境變得比以前更為嚴(yán)酷:
(1)高頻脈沖電流主要是20 kHz~100kHz的脈動(dòng)電流,而且大幅度增加;
(2)變換器的主開關(guān)管發(fā)熱,導(dǎo)致鋁電解電容器的周圍溫度升高;
(3)變換器多采用升壓電路,因此要求耐高壓的鋁電解電容器。
這樣一來,利用以往技術(shù)制造的鋁電解電容器,由于要吸收比以往更大的脈動(dòng)電流,不得不選擇大尺寸的電容器。結(jié)果,使電源的體積龐大,難以用于小型化的電子設(shè)備。為了解決這些難題,必須研究與開發(fā)一種新型的電解電容器,體積小、耐高壓,并且允許流過大量高頻脈沖電流。②能夠有選擇地切除故障電容器,或在電容器組電源全部斷開后,便于檢查出已損壞的電容器。另外,這種電解電容器,在高溫環(huán)境下工作,工作壽命還須比較長。