电容电池原理

电容电池又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此 电容器可以反复充放电数十万次。 电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。 电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。 电容器电池也属于双电层电容器，它是目前世界上已投入量产的双电层电容器中容量 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。 传统物理电容中储存的电能来源于电荷在两块极板上的分离，两块极板之间为真空（相对介电常数为1）或一层介电物质（相对介电常数为ε）所隔离，电容值为：C=ε·A/3.6πd·10-6（μF）其中A为极板面积，d为介质厚度。所储存的能量为：E=C（ΔV）2/2，其中C为电容值，ΔV为极板间的电压降。可见，若想获得较大的电容量，储存更多的能量，必须增大面积A或减少介质厚度d，但这个伸缩空间有限，导致它的储电量和储能量较小。 电容采用活性炭材料制作成多孔电极，同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电压时，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层，相当于两个电容器串联，由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积（即获得了极大的电极面积A），而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm（即获得了极小的介质厚度d），根据前面的计算公式可以看出，这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，从而使单位重量的电容量可达100F/g，并且电容的内阻还能保持在很低的水平，碳材料还具有成本低，技术成熟等优点。从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能，且在实际使用时，可以通过串联或者并联以提高输出电压或电流。

简要说明电容器的特性与功能

说到电容器，大家都知道，这是属于在电子产品设施当中使用 广非常重要的部件之一，通常是串联制造的。为了便于电路设计者的选择，电容器根据其工作电压和容量串联布置。因此，电容器也称为通用电子元件。 电容器通过将负载存储在电极中并保持电能（通常与电感器组合）来工作，以形成LC振荡器电路。电容器的功能原理是电荷将在电场下移动。如果导线之间存在装置，则电荷被阻挡，因为电荷累积在导体上，这导致电荷的累积。 电容器是电子设备中 常用的电子元件之一，因此广泛用于锁定，耦合，滑动，滤波，同步电路，电源转换和控制电路。 电容器的特性和功能 电容器的构造非常简单，将两块电极板互相面对，中间用绝缘物质（称为电介质）分隔开，就构成了电容器。不同种类电容器的电介质使用不同的原材料。 电容器的电容量是由构成它的两块电极板的大小、形状、相对位置以及它们问的电介质决定的。 电容器的功能是储藏电荷或电能。利用电容器充、放电和隔断直流电、通过交流电的特性，在电路中用于交流耦合、滤波、去耦、隔直、交流旁路、调谐、能量转和组成振荡电路等。 （1）在直流电路中，当电路上的电压高于电容器两端两端的电压时，电容器就被充电（当电容器被充电时，有电流流时），直至电容器上建产的电压与电路的电压相等止，这时，电容器被“充满”当电容器充满时，电流将停止流动）。 （2）如果电容器上的电压高于电路的电压，电容易器就放电（当电容易器放电时，电流向另一方向流过），直至电容易器上的电压与电路的电压相等为止（当电容器放电结束时，电流将停止流动）。 将电容器接到交流电路上时，因为外电路的电压大小和方向是以0、+、0、-、0……不断地周期性改变，所以电容器也必然交替进行着充电和放电，结果，电路内就一直有着往返的交变电流流过。因此，电容器对交流电来说，类似一个特殊的电阻，它能够通过交流电。 应当看到，电容器之所以能通过交流电，是因为外电路的电压在不断地变化着，使电容器能够交替充、放电的结果，并不是电流真正地能够通过其中的绝缘介质。