电动车中超级电容系统的应用技术

超级电容器的容量通常比普通电容器大很多，对外表现出与电池类似的电气特性，因此也有称作“电容电池”。超级电容器属于双电层电容器，它是已投入量产的双电层电容器中容量最大的一类，其基本原理和其他种类的双电层电容器相似，均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容量。

超级电容器利用静电极化电解溶液的方式储存能量。当电外压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，正极板存储正电荷，负极板存储负电荷。在超级电容器两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上吸引极性相反的电荷，以平衡电解液的内电场，正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面以极短间隙排列在相反位置上，这个电荷分布层叫做双电层。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器处于正常工作状态（通常工作电压在3 V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，超级电容器处于非正常状态。超级电容器工作于放电模式时，负极板上电子通过外电路转移至正极板并对外做功，电解液界面上电荷也相应减少。由此可以看出，超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有发生化学反应，这个机制是高度可逆的，允许超级电容器充、放电达十万甚至数百万次。(www.xing528.com)

超级电容器可以被视为在两个极板外加电压时被电解液隔开的两个互不相关的多孔板。对正极板施加的电势吸引电解液中的负离子，而负面板电势吸引电解液中的正离子，在正、负极板形成两个电荷存储层。传统的电解电容器电荷存储区域来自平面导电材料薄板，其高电容量是通过大量材料折叠以及增加表面纹理等以增大表面积的方式实现的。而用于分离电极的电介质多为塑料、纸或薄膜陶瓷。电介质厚度越小，则在有限的空间获得的有效表面积越大。超级电容器的有效表面积来自多孔碳基电极材料，这种材料的多孔结构，允许其面积接近2 000 m2/g，远大于由塑料或薄膜陶瓷构成的电极。此外，超级电容器介电距离取决于电解液与电极接触面处带电离子的大小，而带电离子的直径远远小于常规电介质材料厚度。因此，极大的表面面积和极小的介电距离使超级电容器相对于传统电容器具有天然的优势。