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。

高频旁路电容的原理

在电子仪器中，从某一装置输出的交变电流经常有高频成分与低频成分。这时，高频旁路电容器就能起到滤过高频（让高频通过高频旁路电容器所在支路）保留低频（低频输出）的作用，起这种作用的电容器，就叫高频旁路电容器。 通高频，阻低频的电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，高频成分就通过电容器，而使得低频成分输送到下一级。做这种用途的电容器叫作高频旁路电容器，高频旁路电容器的电容一般比较小。 理解电感或电容首先需要看它的计算公式中的单位，是欧姆。也就是说对于它们所能起作用的电路而言，其作用可以看成电阻。如图1，以前级输出输出各种电成分（包含低频与高频）为开始，以后级输入为结束（仅含低频）。我们知道，电容的容抗与频率有关，频率越高，容抗越低，相当于小电阻。所以对于高频电流而言，图1中的电容器的容抗十分小，也就是相当于一条电阻十分小的支路，于是高频电流就在此处被短路了，而不能到达后级输入。相反，对于低频电流，图1中的电容容抗大，故不会被短路，同时能到达后级输出。 高频旁路电容器频率特性 所有的电容器的引线和电极都含有电感，差别仅在引线和电极的形状不同，决定了电感的大小。图2中示出了电容器的等效电路和它的频率特性。图中表示两只电容量相同的电容器（电容器1和电容器2），由于它们所含的电感量不同，因而呈现了两种不同的频率特性。在电容器1中含有较大的电感量，当频率升到f1时，容抗和感抗相等呈串联谐振状态。频率继续升高时呈电感性，也就是说此时该电容器已经变成一只电感器了。图中另一条曲线表示含有较小电感量的电容器2的频率特性，它可以应用在较高频率的场合。限制电容器上限频率的参；数是电容器的介质损耗角lgδ。lgδ的大小决定于电容器介质的材料。lgδ大的电容器当频率升高时，电容器会严重发热甚致损坏。作为阳极隔直流用的电容器，要选用耐压高介质损耗小的陶瓷或云母介质的电容器。对于作高频旁路的电容器，要注意电容器中含有电感的大小和工作频率的关系。一旦电容器成了电感器，它就不再有旁路高频的作用了。