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發(fā)布時(shí)間：2020-12-21 08:01
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(shí)候可能就會有一個(gè)額外的儲電設(shè)備。近日，研究人員開發(fā)出一種新型電容材料，該電容材料可以儲存大量的電，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)充放電功能。此外，由于該電容材料的原材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化，成本較低，因此可能比目前正待開發(fā)中的其他材料更實(shí)用。為便于修理時(shí)選用，下表列出電容器的容量與壓縮機(jī)電動機(jī)輸出功率的選配，供參考。
這種新材料稱為共價(jià)有機(jī)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(yīng)用于汽車、電腦等領(lǐng)域。在其簡單的形式中，超級電容器是由簡單隔開的兩個(gè)金屬電極和導(dǎo)電液體（或電解質(zhì)）構(gòu)成的。充電時(shí)，電容器在兩個(gè)電極之間釋放電壓，導(dǎo)致電荷相反的離子附著到電極表面，即使電壓作用消失。對于在液晶電視中進(jìn)行MPEG編解1碼工作的圖像處理電路來說，2006年一塊芯片中電源電路的電流約為3A。放電時(shí)，電極從帶負(fù)電荷的電極移動到帶正電荷的電極上。
電解電容器的紋波電流承受能力分析
1 引言
在電力電子線路中，電解電容器經(jīng)常受到大脈動電流、高頻大濾波電流和短時(shí)大電流脈沖的作用，因此對流過其內(nèi)部的電流要有嚴(yán)格的限制，這樣才能保證電路的可靠性。其中一個(gè)很重要的指標(biāo)就是電解電容器紋波電流的額定值。由大量的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)得知，一般紋波電流對電解電容器主要的影響就是使其發(fā)熱，因?yàn)殡娊怆娙萜鞯牡刃Т?lián)電阻（ESR）相對比較大，一般為數(shù)十毫歐姆到十幾歐姆，這樣紋波電流流過ESR就會有明顯的功率損耗，使電容器發(fā)熱。而且流過電容器的紋波電流越大，在電容器ESR上產(chǎn)生的損耗也會隨之增大，由功率損耗產(chǎn)生的熱會明顯降低電解電容器的使用壽命。CDE鋁電解電容器負(fù)載壽命使用說明書中指出，電容器工作在最1大允許內(nèi)部核心溫度時(shí)的壽命一般為1000到15,000小時(shí)，也是6周到1。如果電解電容器工作在超出其紋波電流額定值的條件下，就會使電容器因核心過熱而導(dǎo)致失效或損壞。
電解電容器的內(nèi)部有儲存電荷的電解質(zhì)材料，分正、負(fù)極性，類似于電池，不可接反。正極為粘有氧化膜的金屬基板，負(fù)極通過金屬極板與電解質(zhì)（固體和非固體）相連接。
1、電路設(shè)計(jì)
（1）在確認(rèn)使用及安裝環(huán)境時(shí)，作為按產(chǎn)品樣本設(shè)計(jì)說明書上所規(guī)定的額定性能范圍內(nèi)使用的電容器，應(yīng)當(dāng)避免在下述情況下使用：
a）高溫
b）過流
c）過壓
d）施加反向電壓或交流電壓。
e）使用于反復(fù)多次急劇充放電的電路中。
另：在電路設(shè)計(jì)時(shí)，請選用與機(jī)器壽命相當(dāng)?shù)碾娙萜鳌?
（2）電容器外殼、輔助引出端子與正、負(fù)極 以及電路板間必須完全隔離；
（3）當(dāng)電容器套管的絕緣不能保證時(shí)，在有絕緣性能特定要求的地方請不要使用；
（4）請不要在下述環(huán)境下使用電容器：
a）直接與水、鹽水及油類相接觸、或結(jié)露的環(huán)境；
b）充滿有害氣體的環(huán)境（硫化物、h2so3、hno2、cl2、氨水等）；
c）置于日照、o3、紫外線及有性物質(zhì)的環(huán)境；
d）振動及沖擊條件超過了樣本及說明書的規(guī)定范圍的惡劣環(huán)境；
（5）在設(shè)計(jì)電容器的安裝時(shí)，必須確認(rèn)下述內(nèi)容：
a）電容器正、負(fù)極間距必須與線路板孔距相吻合；
b）保證電容器防爆閥上方留有一定的空間；
c）電容器防爆閥上方盡量避免配線及安裝其他元件；
d）電路板上，電容器的安裝位置，請不要有其他配線；
e）電容器四周及電路板上盡量避免設(shè)計(jì)、安裝發(fā)熱元件；
（6）另外，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確認(rèn)以下內(nèi)容：
a）溫度及頻率的變化不至于引起電性能變化；
b）雙面印刷板上安裝電容器時(shí)，電容器的安裝位置避免多余的基板孔和過孔；
c）兩只以上電容器并聯(lián)連接時(shí)的電流均衡；
d）兩只以上電容器串聯(lián)連接時(shí)的電壓均衡。
電力電容器的接通和斷開
(1)電力電容器組在接通前應(yīng)用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡(luò)。
(2)接通和斷開電容器組時(shí)，必須考慮以下幾點(diǎn)：
①當(dāng)匯流排(母線)上的電壓超過1.1倍額定電壓允許值時(shí)，禁止將電容器組接入電網(wǎng)。
②在電容器組自電網(wǎng)斷開后1min內(nèi)不得重新接入，但自動重復(fù)接入情況除外。
③在接通和斷開電容器組時(shí)，要選用不能產(chǎn)生危險(xiǎn)過電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應(yīng)低于1.3倍電容器組的額定電流。
