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。

补偿电容器的安装环境

1）电容器应安装在无腐蚀性气体、无蒸汽，没有剧烈震动、冲击、爆炸、易燃等危险的场所。电容器的防火等级不低于二级。 2）装于户外的电容器应防止日光直接照射。 3）电容器室的环境温度应满足制造厂家规定的要求，一般规定为40℃。 4）电容器室装设通风机时，出风口应安装在电容器组的上端。进、排风机宜在对角线位置安装。 5）电容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要装设采暖装置。 6）高压电容器室的门应向外开。 补偿电容器的安装技术要求 1）为了节省安装面积，高压电容器可以分层安装于铁架上，但垂直放置层数应不多于三层，层与层之间不得装设水平层间隔板，以保证散热良好。上、中、下三层电容器的安装位置要一致，名牌向外。 2）安装高压电容器的铁架成一排或两排布置，排与排之间应留有巡视检查的走道，走道宽度应不小于1.5m. 3）高压电容器组的铁架必须设置铁丝网遮拦，遮拦的网孔3～4cm2为宜。 4）高压电容器外壳之间的距离，一般不应小于10cm；低压电容器外壳之间的距离应不小于50mm。 5）高压电容器室内，上下层之间的净距不应小于0.2m；下层电容器底部与地面的距离应不小于0.3m。 6）每台电容器与母线相连的接线应采用单独的软线，不要采用硬母线连接的方式，以免安装或运行过程中对瓷套管产生应力造成漏油或损坏。 7）安装时，电气回路和接地部分的接触面要良好。因为电容器回路中的任何不良接触，均可能产生高频振荡电弧，造成电容器的工作电场强度增高和发热损坏。 8）较低电压等级的电容器经串联后运行于较高电压等级网络中时，其各台的外壳对地之间，应通过加装相当于运行电压等级的绝缘子等措施，使之可靠绝缘。 9）电容器经星形连接后，用于高一级额定电压，且系中性点不接地时，电容器的外壳应对地绝缘。 10）电容器安装之前，要分配一次电容量，使其相间平衡，偏差不超过总容量的5%。当装有继电保护装置时还应满足运行时平衡电流误差不超过继电保护动作电流的要求。