[摘要]当我们关注能源和能量存储应用领域时,我们会发现电容器是该领域的"无名英雄"。汽车领域是电容器和超级电容器的关键市场,汽车的许多功能为电容器提供用武之地。
当我们关注能源和能量存储应用领域时,我们会发现电容器是该领域的"无名英雄"。作为无源器件,电容器有两个端子,可存储能量并在需要时释放能量—常常用来作为"备用"电源。在日常生活中,电容器的用途比我们想象的还要广。例如,电容器可以用到闹钟等简单日常用品,我们还可以常备一个荷电电容器,以便在断电时应急使用。
还是拿闹钟举例,如果电源断开,电容器就会放电--向时钟电路输送电流,以确保其继续运行。随着电容器的应用越来越广,新型电容器正在不断进入市场,超级电容器(又称双电层电容器,EDLC)现在也被更大规模的使用。新能源汽车,诸如纯电动车、混合动力汽车和电动巴士等都依赖于超级电容,因为它们具有比标准电容器大得多的电荷存储空间,此外一些大功率和再生能源应用领域也在利用超级电容技术。其他应用领域包括国防、能源、航空航天以及各种工业应用。
电容器和超级电容器的用途
汽车领域是电容器和超级电容器的关键市场,汽车的许多功能为电容器提供用武之地。
在再生能源领域,超级电容器在风力涡轮机等应用中具有重要地位。涡轮机的叶片必须定期调整,以确保涡轮机在符合风力条件的最佳水平下运行,并避免机械压力(应力)。为此,必要时要使用桨距控制系统进行调节。如果电源出现故障,超级电容器可接通并输送足够大的能量,使叶片间距返回到安全位置,并关闭涡轮机,而电池电源并不一定能够实现这种功能。
超级电容器在光伏(太阳能)和波浪发电应用的未来发展中会发挥关键作用。光伏发电技术和波浪发电技术在输出功率方面都有波动性。超级电容器可减轻这种效应:通过称为“匀化”的工艺,超级电容器有助于提供更恒定的功率水平。太阳能和波浪能应用都产生交流(AC)电压,该电压必须通过桥式整流器转换成直流(DC)电压。然而,如果在不使用电容器的情况下使用该电源,则当电压在0V与最大电压之间振荡时,该供电电源输出电压将会出现波动。举例来说,如果将该电源用于灯泡,则灯泡将忽明忽灭。电容器通过在输出电压增加时恒定地存储能量并在输出电压降低时恒定地释放能量,确保电源平稳输出不会中断。该工艺的实施可延长这些应用中昂贵的专用组件寿命,最终使它们成为更加可靠的清洁能源。
铝电解电容器的挑战
铝电解电容器和超级电容器有一个弱点:在使用寿命期间容易发生电解质干涸--这通常是电容端子密封不完善造成的。少量湿气会穿透密封材料,导致气体在电容器内部积聚。电解质干涸导致性能持续劣化,抵消这种效应必须使用更大的尺寸或使用两个电容器。电解质的缓慢和连续蒸发可导致高达20%的容量损失,效率损失很大。
常用于密封电容器端子的聚合物密封件是电容器结构中的薄弱环节,且具有易导致损害性湿气渗入和蒸发损失电解质的缺点。与所有有机材料一样,聚合物易老化并随着时间变脆,随后失去气密性。当水汽渗入通过缺陷密封件时,电解质随后蒸发,最终导致容量和寿命显著损失。
提高气密性,有助于提高电容器的容量和寿命
玻璃-铝密封性能优异、应用广泛
铝电解电容器,包括尖端超级电容器,越来越多的被用新兴应用中。潜在应用领域包括新能源汽车、高功率应用、重工业和可再生能源等。这些应用对电容器提出了新技术要求,需要长期高性能。这种创新要求正是GTAS发挥优势的地方:防漏电容器盖可用于不同尺寸电容器中,满足其设计要求。
GTAS电容器盖可减少20%的电容器封装体积,减少60%的电容损失和50%的内阻。GTAS电容盖可在极端温度下使用,与有机密封相比,产品寿命均可延长10-15年。
关于肖特
肖特是特种玻璃和玻璃陶瓷领域的领先国际技术集团。公司积累了130多年的研发,材料和技术专业知识,并提供广泛的高品质产品和智能解决方案。肖特是众多行业的创新推动者,其中包括家用电器,医药,电子,光学,生命科学,汽车和航空业。在改善人们生活品质方面,肖特努力发挥重要作用,并致力于推动创新和可持续发展。肖特在全球34个国家设有生产基地和销售办事处。公司目前拥有员工约15000名,2016/2017财年的销售额为20. 5亿欧元。总部位于德国美因茨的母公司SCHOTT AG由卡尔蔡司基金会(Carl Zeiss Foundation)全资拥有。作为一家基金公司,肖特对其员工,社会和环境负有特殊责任。 详情请访问:www.schott.com
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