电动车辆超级电容系统充电过程及应用

电池电极经常处于过充电状态，这既不是偶然的，也不是由其极板的衰变或老化造成的。当电极两端的电压超过电解质溶液分解的热力学或实际情况下的动力学限制时，就发生过充电，且当施加高倍率充电电流时，由于出现过电压，某些电流分量会与电池电解液分解产生的感应电流并行通过，通常同时会产生H2和O2。

在电化学电容器充电时，不存在这种特殊的给电池充电的热力学电压。因此，当达到水解（溶液的正常“电压窗”）的热力学电势（298 K时为1.23 V）后，进一步充电使电容器电极间达到较高的电势差，导致溶剂分解速率提高，这与电池的过充电类似。在上述两种情况下，双层电容器按相应电势下主要的电容比例持续充电，在碳极上还能够发生活性材料的某些电化学氧化。无论怎样，电流都被分为充电电流iC和法拉第漏电流iF，后者一般随溶液分解限度外电势呈指数性增加。具体可表示为

法拉第漏电流iF通常随电极电位的增加而呈指数性增加，在发生溶液分解的、足够高电位下，iF≫iC，且i→iF。这种情况与自放电相反，而对于理想极化电极或电容器，则有i=iC。(www.xing528.com)

为了达到电容器最佳充电效率，应在整个电压范围内使iF达到最小化，施加电压范围根据实际充电过程中的工作电压范围而定：对于含水电极为1.3 V，对于无水电极为3.5～4.0 V，电解液用质子惰性溶剂。如果是对于电容器的充电半周期，iF是可估计的，那么在充电过程结束，电流i变为0时，就会产生一个相应的可估计自放电感应电流，直到引起的过电压消失。实际上，在电压降低后自放电过程还将继续。一旦过充电开始，进一步使电容器极间电压充高的可能性会迅速降低，这就是由iF分量引起的电压所依赖的塔菲尔（Tafel）特性。