[科普中国]-法拉电容

法拉电容又叫双电层电容器、黄金电容、超级电容器，是从上个世纪七八十年代发展起来的一种化学元件。超级电容器通过极化电解质来储能，但不发生化学反应，而且储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。法拉电容金额普通电容的区别首先是容量上的差别。普通电容器容量最大在1万~4万微法，超级电容器最大容量可达数千法拉，1法拉=100万微法，所以超级电容又叫做法拉电容。

简介法拉电容又叫双电层电容器、黄金电容、超级电容器，是从上个世纪七八十年代发展起来的一种化学元件。超级电容器通过极化电解质来储能，但不发生化学反应，而且储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。

法拉电容金额普通电容的区别首先是容量上的差别。普通电容器容量最大在1万~4万微法，超级电容器最大容量可达数千法拉，1法拉=100万微法，所以超级电容又叫做法拉电容。

法拉电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量1

。

特点（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；

（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”，也不存在过度放电的问题；

（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；

（4）功率密度相对较低，约为2W/KG~3W/KG，相当于铅酸电池的1/5~1/10；

（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；

（6）充电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，长期使用免维护；

（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；

（8）检测方便，剩余电量可直接读出；

（9）容量范围通常0.01F--1000F ，而耐压往往偏低（几伏特到十多伏，新开发出的也不过二十多伏）。

超级电容可做成超级电容模组，适合高容量的需求。

缺点（1）超级电容的耐压均不高。实际使用中过压保护电路必不可少。有人经常将二个到多个超级电容串接来接入大电压环境中。这种做法是不对的。因为随着电容的漏电，而电容的品质又不尽相同，在后期多次的充放电后容易造成局部单元过充而击穿的现象。

（2）超级电容毕竟不是电池，存在电压随着放电而逐渐下降的问题，所以需要较复杂的输出电路1。

应用（1）法拉电容的低阻抗对于当今许多高功率应用是必不可少的。对于快速充放电，法拉电容器小的ESR意味着更大的功率输出。

（2）瞬时功率脉冲应用，重要存储、记忆系统的短时间功率支持。

（3）应用举例

1)快速充电应用，几秒钟充电，几分钟放电。例如电动工具、电动玩具；

2)在UPS系统中，超级电容器提供瞬时功率输出，作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充；

3)应用于能量充足，功率匮乏的能源，如太阳能；

4)当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持；

5)小电流，长时间持续放电，例如计算机存储器后备电源。

国内生产企业国内法拉电容生产厂家大大小小有几十家，领头的有锦州凯美、北京集星、万裕、北京合众汇能、烯晶碳能GMCC等等1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学