最新电池和超级电容器基础知识
一、电池基础知识
1、一次电池和充电电池有什么区别？
电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。
2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？
另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。
3、可充电便携式电池的优缺点是什么？
充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。
另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。
但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。
但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。
4、充电电池是怎样实现它的能量转换？
每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电
压为3.6V，它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退，不象其他充电电池一样，在放电未，电压突然降低。
5、什么是Li-ion电池？
Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属，负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。
6、Li-ion电池有哪几部分组成？
（1）电池上下盖
（2）正极——活性物质为氧化锂钴
（3）隔膜——一种特殊的复合膜
（4）负极——活性物质为碳
（5）有机电解液
（6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）
7、Li-ion电池有哪些优点？哪些缺点？
Li-ion具有以下优点：
1）单体电池的工作电压高达3.6-3.8V：
2）比能量大，目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L （2倍于Nl-Cd，1.5倍于Ni-MH）,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg 和400 Wh/L
3）循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力。
4）安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5）自放电小
室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于
Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。Li-ion也存在着一定的缺点，如：1）电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高（Co的资源较小），电解质体系提纯困难。
2）不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用。
3）需要保护线路控制。
A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电；
B、过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。
8、什么是锂离子制造过程？
1）配料
用专门的溶液和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。
2）涂漠
将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。
3）装配
按正极片——隔膜——负极片——隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，在经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池装配过程。制成成品电池。
4）化成
用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测。筛选出合格的成品电池，待出厂。
9、锂离子安全特性是如何实现的？
为了确保Li-ion安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计，以达到电池安全考核指标。
1）隔膜135℃自动关断保护
采用国际先进的Celgars2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，PE复合膜两侧的膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。
2）向电解液中加入添加剂
在电池过充，电池电压高于4.2V的条件下，电解液添加剂与电解液中其他物质聚合，电池内阻大幅度增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。3）电池盖复合结构
电池盖采用刻痕防爆球结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。
4）各种环境滥用测试
进行各项滥用实验，如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等，考察电池安全性能。同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验，考察电池在实际使用环境焉的性能情况。
9、什么充电限制电压？额定容量？额定电压？终止电压？
A、充电限制电压
按生产厂家规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。
B、额定容量
生产厂家标明的电池容量，指电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h 率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah（安培小时）或mAh（毫安小时）。
C、标称电压
用以表示电池电压的近似值。
D、终止电压
规定放电终止时电池的负载电压，其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示)。
10、为什么恒压充电电流为逐渐减少？
因为恒流过程终止时，电池内部的电化学极化然保持再整个恒流中相同的水平，恒压过程，再恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。
11、什么是电池的容量？
电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流（1C）恒压（4.2V）控制的充电条件下充电3h，电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。容量常见单位有：mAh、Ah=1000mAh）。
12、什么是电池内阻？
是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。
13、什么是开路电压？
是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右，放电后开压为3.0V左右，通过电池的开路电压，可以判断电池的荷电状态。
14、什么是工作电压？
又称端电压，是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，不需克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电池，充电时则与之相反。Li-ion的放电工作电压在3.6V左右。
15、什么是放电平台？
放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。
16、什么是（充放电）倍率？时率？
是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为
600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推。
时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推.
17、什么是自放电率？
又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是衡量电池性能的重要参数。
注：电池100%充电开路搁置后，一定程度的自放电正常现象。在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天。可允许电池有容量损失。
18、什么是内压？
指电池的内部气压，是密封电池在充放电过程中产生的气体所致，主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电池内聚集所致。高倍率的连续过充，会导致电池温度升高、内压增大，严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响，如漏液、鼓底，电池内阻增大，放电时间及循环寿命变短等。Li-ion任何形式的过以都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。帮Li-ion在充电过程中需采用恒流恒压充电方式，避免对电池产生过充。
19、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货？
电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后，允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的储
存，可以让内部各成分的电化学性能稳定下来，可以了解该电池的自放电性能的大小，以便保证电池的品质。
20、为什么要化成？
电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成，电池粉有经过化成后才能体现真实性能。
21、正、负极正烘烤的目的是什么？
除去极片内的水份和有机溶剂。
22、正、负极片压片的目的？
使活性物质与网栅及集流片接触紧密，减小电子的移动距离，降低极片的厚度，增加装填量，提高电池体积的利用率。从而提高电池的容量。
23、压片厚度对电池性能有什么影响？
压片厚度太厚时，容易使电池内活性物质量减少，单位体积的活性物质量的减少和极化电位的增大，从而造成电池的容量降低。压片厚度太薄时，容易造成电池内的活性物质量增加，极片表面有效面积减小，从而造成活性材料的浪费和大电流的困难。
24、极片称重的目的是什么？
准确了解和掌握极片的敷料量。
25、配片的目的是什么？
使正负极片上的活性物质的量比例保持一致性。
26、为什么要进行刷片操作？
清除极片上的积尘，积料，毛刺等。
27、正极片采用什么极耳？
采用铝带极耳。
28、负极片采用什么极耳？
采用镍带极耳。
29、焊接极耳的设备？
正极用超声波焊机，负极用点焊机。
30、卷绕车间的湿度对电池质量有什么影响？
卷绕房内的湿度大时，极片吸水量大，增加了极片的水份含量，在电池中产生气体量增加，使电池的内压增加，危害电池的安全性能。水份的增加多消耗电池中的活物质，使电池容量下降。湿度小反之，
31、卷绕车间中空调机和除湿系统的作用？
保持室内的温度恒度，减小室内的湿度，以提高电池的性能。
32、卷绕车间是否可用水擦地板？
不可以
33、卷绕电池芯的主要注意事项
1）、极片与隔膜纸铺平对齐。用手按住极片与隔膜纸时，用力大小适中均匀。电池芯卷绕松紧适当。
2）、注意极片上有无划痕、掉料、缺料、气孔、起泡等不良及隔膜纸有无不良，如有作废品处理。3、卷绕时注意手脚的谐调性，不被卷针划伤手。33、电池芯贴胶纸的目的和位置？
电池芯贴纸的位置在电芯卷绕成型后不变形。底部贴胶纸防止电芯内的正极片底部与电池外壳接触电池造成短路。侧面贴纸使电芯卷绕成型后不变形。底部贴胶纸防止电芯内的正极片底部与电池外壳接触造成电池短路。
34、将极耳焊接到盖板上采用那些设备？
超声波、对焊机。
35、电池芯电阻要求？
大于20MΩ
36、电池芯的电阻达不到要求怎么办？
返修
37、为何极耳也要贴胶纸？
增加牢固性和防止极耳接触产生短路。
38、电池盖板在使用前需要做那些检验？
外形尺寸、形状、厚度、绝缘怀、密封性、耐腐蚀性、材持等项目的检验。
39、电池盖板所能承受的最大压力是多少？
0.4Mpa
40、如何防止电池漏液？
防止电池漏液应做好以下几方面的工作：1、焊接电池外壳与盖帽时，应焊接牢固、密封，焊接无漏焊、虚焊，焊缝无裂缝、裂口等不良。2、钢珠封口时，钢珠大小适当，钢珠材质与盖帽材质相同。焊接无裂口、裂缝并且焊接牢固。3、盖帽的正极柳接紧密，无间隙，并且绝缘密封垫弹性适当，耐腐蚀，不易老化。
41、如何在现有条件下防止未封口电池在车间吸水？
1、作业电池应少量多次。缩短电池在空气中暴露时间。
2、作业完毕的电池及时转送到下一工序。尽量缩短电池在制程中的停滞时间。
42、干燥房的湿度要求？
相对湿度在6%以下。
43、干燥房的湿度对电池的性能有什么影响？
湿度增加使电池芯的吸水量增大，使电池的容量下降，内压增加。
44、如何尽量防止湿气进入干燥房？
少进少出，少开门，干燥房的门不能同时打开。
45、你认为干燥房可以用水擦地板吗？
不可以。
46、电池在注液前需要做那些处理？
涂胶和真空烘烤处理。
47、电池在注液前为何要进行真空烘烤？
尽量除去电芯内的所含的水份和溶剂。
48、电池在注液前为何要称重？
以便准确计算注液量多少。
49、电池注液方法？
用手动注液机或自动注液机进行注液操作。
50、如何检验电池是否注满电解液？
用真空抽吸测试，在注液口上用真空吸时，有电解液被抽上表示已满，没有表示没满。
51、电解液中的LiOF6的作用？
导电的电解质。
52、电解液中的LiPF6的浓度？
1mol/L
53、电解液中溶剂的作用？
溶解电解质，使电解质离子化。
54、电解液的电导率范围？
8×10-3Ω-1
55、电导率对电池工作电流的影响？
电导率影响倍率放电率，和电池的内阻，和电池的电压。
56、电池的内阻受那些因素影响？
电解液的电导率，电池的外壳材料性能，极片的导电率及极耳材料的截面积。电池焊接的质量。
57、电池的容量受那些因素影响？
正负极材料的特征的性能及材料的种类、型号和活性物质的量。正负极活性物质的正确比例。电解液的浓度和种类。生产制程过程。
58、你认为如何在电池生过程中控制电池内的水份？
在生产制程中严格控制环境的湿度以及加强电芯的烘烤控制电池的水份。59、电池在带电时可否用表测量电阻？
可以
60、化成机在化成大容量电池时应该注意什么问题？
注意电池的总功率是否超过化成机的功率。放电深度：与电池额定容量比较，放电量的比率。
● 过充（放）电：指超过电池规定的充（放）电状态，若继续充（放）电可能造成电池漏液或劣化。
● 能量密度：指单位体积或单位质量所释放的能量，一般用体积能量密度（wh/l）和质量能量密度（wh/kg）表示。
● 自放电：电池充满电之后，在与外电路没有接触和常温放置的条件下，其电容量会自然衰减。在储存过程中，电池蓄电容量会逐渐下降，其减少的容量与额定容量的比例，称为自放电率。通常，环境温度对其影响较大，过高温度会加速电池的自放电。电池容量衰减（自放电率）的表达方法为：%/月。镍镉、镍氢电池的自放电率为20-25%/月，锂电池的自放电率为2-5%/月。
61、锂离子安全性能考核项目有哪些？
对于锂离子电池安全性能的考核项目，国内外相关标准上有明确规定: （1）短路
（2）过充电
（3）加热
（4）振动
（5）重物冲击
（6）挤压
（7）跌落
（8）过放电
（9）冲击
对于动力电池，还有浸水、针刺、火烧等要求。
二、超级电容器基本知识
超级电容器是一种新型电容器，又叫作双电层电容器、法拉电容、黄金电容，在储能过程中不发生化学反应，它具有普通电容器的一些特性，但又区别于普通电容器（区别将在下文介绍）。超级电容器的容量产生是靠离子导电形成的双电荷层实现的，在很小的体积下达到法拉级的容量；与电池相比，无须特别的充电电路和控制放电电路和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响；从环保的角度考虑，它是一种绿色能源；超级电容器可焊接，因而不存在象电池接触不牢固等问题；内阻较小，寿命长，充放电大于10万次，功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上。
1、特点
超级电容器与二次电池及普通电解电容器对比。
超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来（并联使用），将电容器的功率特性（大电流放电）和电池的高能量存
储结合起来，是现在普遍采取的方法。λ超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出（放电至0V）。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围（U~1/2U），如果过放可能造成永久性破坏。
λ超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。
λ超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲会影响使用寿命。λ超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。
2、基本指标
●
●ESR（等效串联电阻）
ESR为电容器的等效串联电阻，单位欧姆，对于实际电容器来说，都存在一定的内阻，及电容器模型应为理想电容器与电阻（ESR）串联：超级电容器的ESR 比普通电容器大，比电池内阻要小。随着电容器的使用内阻有一定的增大，质量好的电容器增大比率会很小，具体要求根据国家标准。
●
●漏电流
漏电流用来衡量产品的绝缘特性，超级电容器作为储能装置，理想电容在充满电后自然放置，即无漏电流的情况下，应永远保持满电状态，但实际电容器在制作过程中都会产生一定的漏电流。漏电流的大小决定自放电特性的好坏，这就好比一个水桶的密封性一样。
3、应用领域
（1）快速充电应用，几秒钟充电，几分钟放电。例如电动工具、电动玩具；
（2）在UPS系统中，超级电容器提供瞬时功率输出，作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充；
（3）应用于能量充足，功率匮乏的能源，如太阳能；
（4）当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持；
（5）小电流，长时间持续放电，例如计算机存储器后备电源；
超级电容器与电池的优缺点对比
超级电容器比电池更好？ ◆ 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。 ◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。 ◆ 超级电容器的荷电状态（SOC）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。 ◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。 ◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。 ◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。 ◆ 超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。 超级电容与电池拉平差距的机会? 尽管超级电容器的制作成本每年都在以低于10%的比例减少，但这项技术依然不能在运输行业和自然能源采集方面扩大生产规模。相比电池领域，超级电容器的技术过于落后，想要缩小两者在研发方面的差距，首要任务应解决如下问题： ■ 增加超级电容器生产厂商数量，通过市场竞争的手段刺激相关技术的研发; ■ 扩大高比功率超级电容器的生产规模，实现突破百万件的年生产量; ■将超级电容器当前的制造成本降低50%; ■ 拟定一个超级电容器可持续发展战略，主要针对更高效电极材料的探索。 要达到上述目标需要厂商对超级电容器市场有一个逐年上升的投资力度，主要用于在设备的研发和生产两方面。与此同时，政府扩大资金和技术支持也将起到至关重要的作用。 ————鸣曦电子
电解电容器基本知识试题.doc
深圳市青佺电子有限公司 电容器基本知识试卷 單位﹕ 姓名﹕ 分數﹕ 一﹑选择题（请把正确答案之序号填在前面之括号内）(答案每题不一定为一个/每题2.5分) （ ）1.本公司生产之电容器为﹕ A.铝质电容器 B.铝质电解电容器 C.电容 D.电解电容器 （ ）2.电容器能贮存（ ） A.电荷 B.能量 C.质量 D.负荷 （ ）3.表征电容器贮存电量之能力﹐称为此电容器之 A.容量 B.能量 C.质量 D.电荷 （ ）其一般表示单位为﹕ A. 法拉第（F ） B. 法拉（F ） C.安培 D.伏特 （ ）4.电路中表征电解电容器之组件符号﹕ A. B. C. D. （ ）5.本公司生产之电容器﹐其正箔由( )组成 A.铝箔且表面有一曾致密的氧化膜 B.铁箔 C.两者皆可 （ ）6.电容器真正之负极为﹕（ ） A.导针 B.铝箔 C.电解液 D.电解纸 （ ）7.本公司生产之电容器之构造: A.电解液 电解纸 正负导针 正负铝箔 B.电解液 电解纸 铝壳 胶盖 胶管 C. E/L 电解液 铝壳 胶盖 胶管 D. E/L 胶盖 胶管 铝壳 ( )8.正箔表面有一层氧化膜﹐它的作用是﹕ A.绝缘 B.非绝缘 C.导体 ( ) 9.电解纸之作用﹕ A.吸收电解液避免正负箔直接接触 B.隔绝正负箔 C.导电 ( ) 10.法拉第定律为﹕ A.d s C ∑= B. s d C ∑= C. s d c C ??= ( ) 11.电容器之电容量与两极间的相对面积成﹕ A.反比 B.正比 C.比例 （ ）13.电解电容器中两极间的距离指﹕ A.电解纸之厚度 B.氧化皮膜之厚度 C.电解纸与氧化皮膜厚度之和 （ ）14.电解电容器之三大特性分别为﹕ A.静电容量 损失角 泄漏电流 B.阻抗 静电容量 泄漏电流 C.静电容量 损失角 阻抗 （ ）15. 计算损失角之公式为（低频下）﹕ A.DF=fCR π2 B.DF=fCV π2 C.DF= CR π2 （ ）16.漏电流之单位﹕ A.V B. μA C.?
电容基础知识文档
北京星河亮点通信软件有限责任公司 电容基础知识 部门：硬件部 文件编号：- - 文件版本：V1.0 总页数：共21页 编制人：富蔓 审核人： 批准人： 会签人： 发布日期：实施日期：
1电容器的种类 1.1简介 电容器简称电容，是一种能贮存电荷或电场能量的元件。它是电路种常用的电子元器件之一，具有充、放电的特点，能够实现通交流、隔直流，因此，常用于隔直流、耦合、旁路、滤波、去耦、移相、谐振回路调谐、波形变换和能量转换等电路中。 电容器的种类繁多，按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种，电容的性能、外部结构和用途在很大程度上取决于其所用的电介质，因此按介质材料是常见的电容分类方法，大致可以分为以下几类：有机介质、无机介质、气体介质、电解质。 1.2无机介质 1.2.1纸介电容 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。 1.2.2金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。 图1－1 纸介和金属化纸介电容 1.2.3油浸纸介电容 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。
图1－2 油浸纸介电容 1.2.4云母电容 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 图1－3 云母电容 1.2.5玻璃釉电容 以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。 1.2.6陶瓷电容 用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。 图1－4 陶瓷电容 1.3有机介质 1.3.1涤纶薄膜电容（CL） 介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。
电容器基本知识
電容器基本知識 一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器 二、代號：“C” 三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流 因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流 五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等 六、電容的串聯、並聯計算 1.串聯電路中，總容量=1÷各電容容量倒數之和 例： 2.並聯電路中，總容量=各電容容量之和 例： 七、電容的標示： 1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V 2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等 如：“104”表示容量為“100000pF” “Z”表示容量誤差“+80% -20%” “”表示工作電壓“50V” 八、電容的分類 1.按介質分四大類 1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)
2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器 3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5) 4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合) 2.按結構分四大類 1).固定電容器 2).可變電容器 3).微調電容器(半可變電容器) 4).電解電容器 3.按用途分 1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器 2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒) 3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等 九、我司主要使用之電容： 1).電解電容 2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容) 3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、嘜拉電容器) 電解電容(E/C) 一、概述 電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離(d)，此厚度可由化成來加以控制，由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。 即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。
电池和超级电容器基础知识
一、电池基础知识 1、一次电池和充电电池有什么区别？ 电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？ 另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么？ 充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。 另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。 但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。 但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换？ 每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电
超级电容器和电池的区别.doc
超级电容器和电池的区别 超级电容器与电池的比较 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。 超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。 超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。
如何选择超级电容器 超级电容器的两个主要应用：高功率脉冲应用和瞬时功率保持。高功率脉冲应用的特征：瞬时流向负载大电流;瞬时功率保持应用的特征：要求持续向负载提供功率，持续时间一般为几秒或几分钟。瞬时功率保持的一个典型应用：断电时磁盘驱动头的复位。不同的应用对超电容的参数要求也是不同的。高功率脉冲应用是利用超电容较小的内阻(R)，而瞬时功率保持是利用超电容大的静电容量(C)。 两种计算公式和应用实例 C(F)：超电容的标称容量; R(Ohms)：超电容的标称内阻; ESR(Ohms)：1KZ下等效***电阻; Uwork(V)：在电路中的正常工作电压 Umin(V)：要求器件工作的最小电压; t(s)：在电路中要求的保持时间或脉冲应用中的脉冲持续时间; Udrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降; I(A)：负载电流;
电容器的基础知识及检测方法
【MeiWei 81重点借鉴文档】 电容器的基础知识及检测方法 一、基础知识 电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。 1?常用电容的结构和特点 常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。 铝电解电容 它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。 纸介电容 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。 金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。油浸纸介电容 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。玻璃釉电容 以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。 陶瓷电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。 铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。 薄膜电容 结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。 聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。 云母电容 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。 它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 钽、铌电解电容 它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。 半可变电容 也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。 可变电容 它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。 2?主要性能指标 标称容量和允许误差：电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。 电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。一般，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的，通常在容 量小于lOOOOpF的时候，用pF做单位，大于lOOOOpF的时候，用uF做单位。为了简便起见，大于 100pF而小于1uF 的电容常常不注单位。没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。如有的电容上标有“332”（ 3300pF ）三位有效数字，左起两位给岀电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示在后加O的个数，单位是pF。 额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定 电容工作电压有 6.3V、1OV、16V、25V、5OV、63V、1OOV、25OOV、4OOV、5OOV、63OV、1OOOV。 绝缘电阻：由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1OOO兆欧以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。 介质损耗：电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。损耗角越大，电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。 4?选用常识 电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的 1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。 不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、 【MeiWei_81重点借鉴文档】 【MeiWei_81重点借鉴文档】
超级电容基本参数概念
超级电容基本参数概念 寿命Lifetime 超级电容器具有比二次电池更长的使用寿命，但它的使用寿命并不是无限的，超级电容器基本失效的形式是电容内阻的增加( ESR)与(或) 电容容量的降低.，电容实际的失效形式往往与用户的应用有关，长期过温(温度)过压(电压)，或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。在规定的参数范围内使用超级电容器可以有效的延长超级电容器的寿命。通常，超级电容器具有于普通电解电容类似的结构，都是在一个铝壳内密封了液体电解液，若干年以后，电解液会逐渐干涸，这一点与普通电解电容一样，这会导致电容内阻的增加，并使电容彻底失效。 电压Voltage 超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压，这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。如果应用电压高于推荐电压，将缩短电容的寿命，如果过压比较长的时间，电容内部的电解液将会分解形成气体，当气体的压力逐渐增强时，电容的安全孔将会破裂或者冲破。短时间的过压对电容而言是可以容忍的。 极性Polarity 超级电容器采用对称电极设计，也就说，他们具有类似的结构。当电容首次装配时，每一个电极都可以被当成正极或者负极，一旦电容被第一次100%从满电时，电容就会变成有极性了，每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏，但电极依然保留很少一部分的电荷，此时变换极性是不推荐的。电容按照一个方向被充电的时间越长，它们的极性就变得越强，如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性，那么电容的寿命将会被缩短。 温度Ambient Temperature 超级电容器的正常操作温度是-40 ℃～70℃，温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。通常情况下，超级电容器是温度每升高10℃，电容的寿命就将降低30%～50%，也就说，在可能的情况下，尽可以的降低超级电容器的使用温度，以降低电容的衰减与内阻的升高，如果不可能降低使用温度，那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。比如，如果电容的工作电压降低为1.8V，那么电容可以工作于65℃高温下。如果在低于室
电容器基础知识
第1 页，共8 页 电解电容器简介 一.电容器基本原理: 1.电容器定义:一种能贮存电荷的电子组件. 2.电容器的构成: 由中间夹有电介质的两块金属板构成.当两极板分别带有等量异号的电荷Q时,若极间的电位差为V,则两者之比就称为电容器的电容量. AL2O3） 引导端 二.铝质电解电容器特色与原理之运用: 1.铝电解电容器的构造. 由阳极化成铝箔与阴极腐蚀箔、导针、电解纸、电解液结合而成 化成:利用电解液在直流电作用下在纯AL表面生产一层致密的AL2O3皮膜. 阳极箔经化成后，含有一高介电常数的氧化膜(AL2O3).此氧化皮膜当作阳极箔与阴极箔的绝缘层.氧化皮膜的厚度即为两箔间的距离(d),此厚度的厚薄可由化成来加以控制。由于氧化皮膜的介电系数高，且厚度薄，故电解电容器的容量较其它电容器的容量为高。电解电容器的实际阴极是与氧化膜接解之电解液。而阴极箔只是将电流传到电解液而已民，电解纸是用来帮助电解液之吸收及避免阳极箔、阴极箔直接接触，因磨擦而使氧化皮膜受损 2.E/C特色与原理之运用。 电容器是电子设备中大量使用的主要组件之一.它具有隔直流和分离各种频率的能力.广泛用在隔直流﹑耦合﹑旁路﹑滤波﹑谐振回路调谐﹑能量转换﹑控制电路中的时间常数组件等方面. 三. E/C电气特性介绍. 铝质电解电容器一般电气特性包括:←静电容量;↑损失角;→泄漏电流. 1.静电容量:表征电容器贮存电荷能力的大小. 静电容量: C= =ε(法拉第定律). ε—介电常数d—两极间距离s—两极间相对面积 电容器的标称容量:E24﹑E12﹑E6三个系列.分别适用于允许偏差±5%(Ⅰ级) ﹑±10%(Ⅱ级)﹑±20%(Ⅲ级)的规格.这三个系列内的数值是按下式计算并经过必要的修正得到,即: U Q d S
《新能源材料物理基础》主要知识点(word文档物超所值)
《新能源材料物理基础》知识要点 绪论知识要点 1)能源的概念 能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称，是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源 2)能源的重要意义 能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。 人的衣食住行都离不开各种形式的能源。 能源与人类社会的生存与发展休戚相关 3)按照来源，能源可以分为哪三类？ 来自地球外部天体的能源（主要是太阳能） 地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。 地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能 4)按照基本形态，能源可以分为哪两类？ 有一次能源和二次能源 5)按照使用性质，能源可以分为哪两类？ 有燃料型能源（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、风能、地热能、海洋能）。 6)新能源概念 又称非常规能源，是指传统能源（煤炭、石油、天然气、水能、木材等）之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。 7)新能源的特点 1）资源丰富，可再生，可供人类永续利用； 2）能量密度低，开发利用需要较大空间； 3）不含碳或含碳量很少，对环境影响小；
4）分布广，有利于小规模分散利用； 5）间断式供应，波动性大，对继续供能不利； 6）目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。 8)新能源有哪些主要类型？ 大中型水电； 新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能； 传统生物质能。 9)新能源材料的概念与主要类型 新能源材料，就是为利用这些非常规的能源，所制造的新兴材料。 能源技术材料、能量转换与储能材料和节能材料等。 快离子导体与燃料电池知识要点 1.材料的导电载流子主要有哪些？ 电子，电子空穴；离子，离子空位 2.材料按照其导电性大小，可以分为4种类型；导电性与温度的关系 超导体导体半导体绝缘体
电容基本知识
产品说明 贴片电容产品规格说明及选用基本知识 电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上分主要有：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。我们将贴片电容选用时需要注意的事项和一些基本知识拿出来一起与大家探讨. 如何理解电容介质击穿强度 介质强度表征的是介质材料承受高强度电场作用而不被电击穿的能力，通常用伏特/密尔（V/mil）或伏特/厘米（V/cm）表示。 当外电场强度达到某一临界值时，材料晶体点阵中的电子克服电荷恢复力的束缚并出现场致电子发射，产生出足夠多的自由电子相互碰撞导致雪崩效应，进而导致突发击穿电流击穿介质，使其失效。除此之外，介质失效还有另一种模式，高压负荷下产生的热量会使介质材料的电阻率降低到某一程度，如果在这个程度上延续足夠长的时间，将会在介质最薄弱的部位上产生漏电流。这种模式与温 度密切相关，介质强度隨温度提高而下降。 任何绝缘体的本征介质强度都会因为材料微结构中物理缺陷的存在而出现下降，而且和绝缘电阻一样，介质强度也与几何尺寸密切相关。由于材料体积增大会导致缺陷隨机出現的概率增大，因此介 质强度反比于介质层厚度。类似地，介质强度反比于片式电容器內部电极层数和其物理尺寸。基於以上考虑，进行片式电容器留边量设计时需要确保在使用过程中和在进行耐压测试（一般为其工作 电压的2.5倍）時，不发生击穿失效。 如何理解绝缘电阻IR 绝缘电阻表征的是介质材料在直流偏压梯度下抵抗漏电流的能力。 绝缘体的原子结构中没有在外电场强度作用下能自由移动的电子。对于陶瓷介质，其电子被离子键和共价键牢牢束缚住，理论上几乎可以定义该材料的电阻率为无穷大。但是实际上绝缘体的电阻率 是有限，并非无穷大，这是因为材料原子晶体结构中存在的杂质和缺陷会导致电荷载流子的出现。 电容器的射频电流与功率 这篇文章主要是讨论多层陶瓷电容器的加载电流、功率损耗、工作电压和最大额定电压之间的关系。通过电容的最大电流主要是由最大额定电压和最大功率损耗限制的。电容的容值和工作频率又决 定了它们的限制是可调节。对于在固定频率下一个较低容值的电容或者是一个电容在较低的频率下工作，它们的最高电压极限一般都比最大功率损耗的极限到达快一些。 最大的额定电压决定于电容器的阻抗（Xc），就好像功率损耗决定于电阻的阻抗，或者叫做电容的等效电阻（ESR） Xc是由公式：Xc＝1/[2πFC]计算出来，这里的F是频率，单位是Hz；C是容量，单位是F。 在没有超出电容器的额定电压情况下，允许流过电容的最大电流峰值是这样计算出来的：I=Er/Xc这里的Er是电容器的额定电压，电流是峰值电流，单位是A。 流过电容的实际电流是这样计算出来：I=Ea/Xc，这里的Ea是应用电压或者是实际工作。 下面几个例子是讲解在固定的频率不同的电容器这些变数是怎样影响电压和电流的极限值。 例1：0.1pF，500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(0.1x10－12)]＝1591ohms 电流峰值：I=500/1591=0.315Apeak或0.22Arms. 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 例2：1.0pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(1.0x10－12)]＝159ohms 电流峰值：I=500/159=3.15Apeak或者2.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 例3：10pF,500V的电容器使用在1000MHZ的频率上： 等效电阻：Xc=1/[2(3.14)(1000×106)(10x10－12)]＝15.9ohms 电流峰值：I=500/15.9=31.5Apeak或者22.2Arms 如果超过这个电流，则工作电压将会超过额定电压。 结论：最大功率损耗值是在假设电容器的端头是一个无穷大的散热器情况下计算出来得。这时传导到空气中的热量是忽略的。一个10pF,500V的电容器工作在1000MHZ的频率，在功率极限下工作 的电流峰值是7A，平均电流大概是5Arms。在这种工作电流情况下，电容器的温度将会升到125℃。为了稳定地工作，它的实际最大工作电流是2Arms，如果端头的散热效果很好可以到达3Arms。 如何理解电容器的静电容量 A.电容量 电容器的基本特性是能够储存电荷（Q），而Q值与电容量（C）和外加电压（V）成正比。 Q=CV 因此充电电流被定义为： =dQ/dt=CdV/dt 当外加在电容器上的电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，我们将电容量定义为1法拉。 C=Q/V=库仑/伏特=法拉 由于法拉是一个很大的测量单位，在实际使用中很难达到，因此通常采用的是法拉的分数，即： 皮法（pF）=10-12F 纳法（nF）=10-9F 微法（mF）=10-6F B.电容量影响因素 对于任何给定的电压，单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数： C=KA/f(t) K=介电常数 A=电极面积 t=介质层厚度 f=换算因子 在英制单位体系中，f=4.452，尺寸A和t的单位用英寸，电容量用皮法表示。单层电容器为例，电极面积1.0×1.0″，介质层厚度0.56″，介电常数2500， C=2500（1.0）（1.0）/4.452（0.56）=10027pF 如果采用公制体系，换算因子f=11.31，尺寸单位改为cm， C=2500（2.54）（2.54）/11.31（0.1422）=10028pF 正如前面讨论的电容量与几何尺寸关系，增大电极面积和减小介质层厚度均可获得更大的电容量。然而，对于单层电容器来说，无休止地增大电极面积或减小介质层厚度是不切实际的。因此，平行 列阵迭片电容器的概念被提出，用以制造具有更大比体积电容的完整器件。 在这种“多层”结构中，由于多层电极的平行排列以及在相对电极间的介质层非常薄，电极面积A得以大大增加，因此电容量C会随着因子N（介质层数）的增加和介质层厚度t’的减小而增大。这里A’指的是交迭电极的重合面积。 C=KA’N/4.452（t’） 以前在1.0×1.0×0.56″的单片电容器上所获得的容量，现在如果采用相同的介质材料，以厚度为0.001″的30层介质相迭加成尺寸仅为0.050×0.040×0.040″的多层元件即可获得（这里重合电极面积A’为0.030×0.020″）。 C=2500（0.030）（0.020）30/4.452（0.01）=10107pF 上面的实例表明在多层结构电容器尺寸相对于单层电容器小700倍的情况下仍能提供相同的电容量。因此通过优化几何尺寸，选择有很高介电常数和良好电性能（能在形成薄层结构后保持良好的绝 缘电阻和介质强度）的介质材料即可设计和制造出具有最大电容量体积系数的元件。 电容的型号命名 各国电容器的型号命名很不统一，国产电容器的命名由四部分组成： 第一部分：用字母表示名称，电容器为C。 第二部分：用字母表示材料。 第三部分：用数字表示分类。 第四部分：用数字表示序号。 电容的标志方法 （1）直标法：用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。 （2）文字符号法：用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。文字符号表示其电容量的单位：P、N、U、M、F等。和电阻的表示方法相同。标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。小于10PF 的电容，其允许偏差用字母代替：B——±0.1PF，C——±0.2PF，D——±0.5PF，F——±1PF。 （3）色标法：和电阻的表示方法相同，单位一般为PF。小型电解电容器的耐压也有用色标法的，位置靠近正极引出线的根部，所表示的意义如下表所示： 颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V （4）进口电容器的标志方法：进口电容器一般有6项组成。
电容基础知识学习
1 ESR，是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串联电阻”。 理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串联在一起，所以就起了个名字叫做“等效串联电阻”。 ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。 比如，我们认为电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源啦一类的，都使用低ESR的电容器。 同样的，在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。 所以在多数场合，低ESR的电容，往往比高ESR的有更好的表现。 不过事情也有例外，有些时候，这个ESR也被用来做一些有用的事情。 比如在稳压电路中，有一定ESR的电容，在负载发生瞬变的时候，会立即产生波动而引发反馈电路动作，这个快速的响应，以牺牲一定的瞬态性能为代价，获取了后续的快速调整能力，尤其是功率管的响应速度比较慢，并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。这时候，太低的ESR反而会降低整体性能。 ESR是等效“串联”电阻，意味着，将两个电容串联，会增大这个数值，而并联则会减少之。 实际上，需要更低ESR的场合更多，而低ESR的大容量电容价格相对昂贵，所以很多开关电源采取的并联的策略，用多个ESR相对高的铝电解并联，形成一个低ESR的大容量电容。牺牲一定的PCB空间，换来器件成本的减少，很多时候都是划算的。 和ESR类似的另外一个概念是ESL，也就是等效串联电感。早期的卷制电容经常有很高的ESL，而且容量越大的电容，ESL一般也越大。ESL经常会成为ESR的一部分，并且ESL也会引发一些电路故障，比如串联谐振等。但是相对容量来说，E SL的比例太小，出现问题的几率很小，再加上电容制作工艺的进步，现在已经逐渐忽略ESL，而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。 顺便，电容也存在一个和电感类似的品质系数Q，这个系数反比于ESR，并且和频率相关，也比较少使用。 由ESR引发的电路故障通常很难检测，而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。简单的做法是，在仿真的时候，如果无法选择电容的具体参数，可以尝试在电容上人为串联一个小电阻来模拟ESR的影响，通常的，钽电容的ESR通常都在1 00毫欧以下，而铝电解电容则高于这个数值，有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆。
EMI滤波器中X电容和Y电容的基础知识
X电容和Y电容知识 在交流电源输入端,一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。交流电源输入分为3个端子：火线（L）/零线（N）/地线（G）。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。 一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。特别指出：作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志（如UL、CSA等标识）和耐压AC250V或AC275V字样。然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V 之类的普通电容来代用。在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准。X电容同样也属于安全电容之一。根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。 安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。 通常,X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。 根據IEC 60384-14,電容器分為X電容及Y電容: 1. X電容是指跨於L-N之間的電容器, 2. Y電容是指跨於L-G/N-G之間的電容器. (L=Line, N=Neutral, G=Ground) X電容底下又分為X1, X2, X3,主要差別在於: 1. X1耐高壓大於 2.5 kV, 小於等於4 kV, 2. X2耐高壓小於等於2.5 kV, 3. X3耐高壓小於等於1.2 kV Y電容底下又分為Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在於: (耐直流电压等级) 1. Y1耐高壓大於8 kV, 2. Y2耐高壓大於5 kV,
超级电容器跟锂电池区别
超级电容器（Supercapacitors，ultracapacitor），又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors)，双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。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。 突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应： Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应，放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
本质来说，超级电容器（双电层）是电容器。储能少。锂电是化学电池。储能多。超级电容具有大功率密度，锂离子电池具有大能量密度。 超级电容器与锂电池相同点都可以贮存能量，不同点是超级电容量瞬间充电瞬间放电。 超级电容器充放电都是物理过程，锂电池是化学过程。 越级电容的最大优势在瞬时大电流上，而电池的优势在适当电流的持续释放上，所以二者可以互补使用，例如在电动车的使用方面最佳方案就是结合使用的，电容主要用于启动时的瞬态高流。 超容的优势在于其储能过程是一个物理过程，功率密度大，电池在于其持续的放电能力，能量密度远大于超容。 超级电容器，分为双电层电容器和不对称的赝电容：双电层电容器的正负极都使用活性炭作为电极材料，利用起超大的比表面积来储存电荷，是一种物理过程;不对称的正极使用的是氧化物，利用氧化还原来储存电荷，负极和上述双电层电容器一样。锂离锂电池，正极材料氧化还原，负极是锂离子的嵌入和脱出。 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。
Maxwell超级电容器基本原理及性能特点
Maxwell超级电容器基本原理及性能特点Maxwell超级电容器结构 超级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，因此也有称作“电容电池”。超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，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。 超级电容器原理 电化学双层电容器（EDLC）因超级电容器被我们所熟知。超级电容器利用静电极化电解溶液的方式储存能量。虽然它是一个电化学器件，但它的能量储存机制却一点也不涉及化学反应。这个机制是高度可逆的，它允许超级电容器充电放电达十万甚至数百万次。 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，而负面板电势吸引正离子。这有效地创建了两个电荷储层，在正极板分离出一层，并在负极板分离出另外一层。 传统的电解电容器存储区域来自平面，导电材料薄板。高电容是通过大量的材料折叠。可能通过进一步增加其表面纹理，进一步增加它的表面积。过去传统的电容器用介质分离电极，这些介质多数为：塑料，纸或薄膜陶瓷。电介质越薄，在空间受限的区域越可以获得更多的区域。可以实现对介质厚度的表面面积限制的定义。 超级电容器的面积来自一个多孔的碳基电极材料。这种材料的多孔结构，允许其面积接近2000平方米每克，远远大于通过使用塑料或薄膜陶瓷。超级电容器的充电距离取决于电解液中被吸引到电极的带电离子的大小。这个距离（小于10埃）远远小于通过使用常规电介质材料的距离。巨大的表面面积的组合和极小的充电距离使超级电容器相对传统的电容器具有极大的优越性。 超级电容器内部结构 超级电容器结构上的具体细节依赖于对超级电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求，这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是，他们都包含一个正极，一个负极，及这两个电极之间的隔膜，电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。
超级电容电池
超级电容电池 超级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，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级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。 目录 1.1概念 2.2工作原理 3.3特点 4.4注意事项 5.5市场前 概念 超级电容器电池又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池； 用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车；用在军事上可保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动（尤其是在寒冷的冬季）、作为激光武器的脉冲能源。此外还可用于其他机电设备
的储能能源。 超级电容器由于石油资源日趋短缺，并且燃烧石油的内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重（尤其是在大、中城市），人们都在研究替代内燃机的新型能源装置。已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。但是由于它们固有的使用寿命短、温度特性差、化学电池污染环境、系统复杂、造价高昂等致命弱点，一直没有很好的解决办法。而超级电容器以其优异的特性扬长避短，可以部分或全部替代传统的化学电池用于车辆的牵引电源和启动能源，并且具有比传统的化学电池更加广泛的用途。正因为如此，世界各国（特别是西方发达国家）都不遗余力地对超级电容器进行研究与开发。其中美国、日本和俄罗斯等国家不仅在研发生产上走在前面，而且还建立了专门的国家管理机构（如：美国的USABC、日本的SUN、俄罗斯的REVA等），制定国家发展计划，由国家投入巨资和人力，积极推进。就超级电容器技术水平而言，目前俄罗斯走在世界前面，其产品已经进行商业化生产和应用，并被第17届国际电动车年会（EVS—17）评为最先进产品，日本、德国、法国、英国、澳大利亚等国家也在急起直追，目前各国推广应用超级电容器的领域已相当广泛。在我国推广使用超级电容器，能够减少石油消耗，减轻对石油进口的依赖，有利于国家石油安全；有效地解决城市尾气污染和铅酸电池污染问题；有利于解决战车的低温启动问题。目前，国内主要有10余家企业在进行超级电容器的研发。 超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。