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發布時間:2020-12-28 17:10  
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科學家發現新型電容器材料,特斯拉電量儲存將改觀?
將來你買電動汽車的時候可能就會有一個額外的儲電設備。近日,研究人員開發出一種新型電容材料,該電容材料可以儲存大量的電,同時也實現了瞬時充放電功能。通常,電解電容器的等效電路可以認為是陽極箔的容量、損壞的陽極氧化膜絕緣電阻、具體有單向導電性的陽極氧化膜(相當于二極管)并聯,與電極和引出端子的電阻,陽極氧化膜與電解質的電阻,陰極箔容量,電極及引出端子所引出的等效電感的串聯,如圖1所示。此外,由于該電容材料的原材料已經實現其商業化,成本較低,因此可能比目前正待開發中的其他材料更實用。
這種新材料稱為共價有機框架(COF),是一種高度多孔晶體,它可以用來制造儲存電能的裝置(超級電容器),該電容器廣泛應用于汽車、電腦等領域。在其簡單的形式中,超級電容器是由簡單隔開的兩個金屬電極和導電液體(或電解質)構成的。同時他指出,還有很多其他的氧化還原-活性分子可以用來制作COF材料,并且可能性能更好,目前關于COF的研究只是處于起始階段。充電時,電容器在兩個電極之間釋放電壓,導致電荷相反的離子附著到電極表面,即使電壓作用消失。放電時,電極從帶負電荷的電極移動到帶正電荷的電極上。
傳感
大多數電容器被設計成保持固定的物理結構。然而,各種因素將會改變電容器的結構,并且由此產生的電容變化可用于感測這些因素。
振蕩器
電容器可以在振蕩器電路中具有類似彈簧的特性。 在圖像示例中,電容器可影響npn晶體管基極處的偏置電壓。 分壓電阻的電阻值和電容的電容值一起控制振蕩頻率。
發光
發光電容器由使用磷光產生光的電介質制成。 如果導電板由透明材料制成,則可見光。 在電致發光面板的構造中使用發光電容器,可用于膝上型計算機的背光等應用。 在這種情況下,整個面板是用于產生光的電容器。
電容器除了根據本身的特性發揮巨大的作用外,還可以與電阻等其他元件進行組合,在電路中可發揮巨大的作用。
現在有很多種類的電解電容器的工作環境溫度已經很高,如B43502在環境溫度為90℃,通過電解電容器的交流電流和額定脈沖電流的比為0.5時,壽命仍然為10000h,但是如果溫度上升到95℃時,電解電容器即已經損壞。近日,研究人員開發出一種新型電容材料,該電容材料可以儲存大量的電,同時也實現了瞬時充放電功能。因此,在選擇電容器的時候,應該根據具體的環境溫度和其它的參數指標來選定,如果忽略了環境溫度對電容器壽命的影響,那么電源工作的可靠性、穩定性將大大降低,甚至損壞設備和儀器。
高可靠性
開關電源是一種采用開關式控制的直流穩壓電源,它以小型、輕量和高1效率的特點被廣泛應用于各種通信設備、家用電器、計算機及其終端設備。
作為輸入濾波和平滑作用的鋁電解電容器,它的質量和可靠性直接影響到開關電源的可靠性。一旦鋁電解電容器失效,就會導致開關穩壓電源的故障。
開關穩壓電源用鋁電解電容器的失效模式有擊穿失效、開路失效、漏液失效及電參數超差失效:擊穿失效又分為介質擊穿和熱擊穿,對于大功率和大電流輸出的開關電源用電解電容器,熱擊穿失效常占一定比例;由于復合三極管的放大作用,把被測電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度加大,從而便于觀察。電腐蝕導致鋁引出條斷裂和電容器芯子干涸,使開關穩壓電源用鋁電解電容器開路失效的主要失效模式;漏液是開關穩壓電源用鋁電解電容器常見的失效模式,由于使用環境及工作狀態較嚴酷,常發生漏液失效;開關穩壓電源用鋁電解電容器在使用中常見的失效模式是電容量減少、漏電流增大及損耗角正切值增大。