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一、简介
近年来，除了多层陶瓷电容器之外，村田制作所还推出了新型电容器，以便为更多应用提供解决方案。两个特定产品是其聚合物铝电解电容器，它是在前一篇文章中介绍的，以及超级电容器（也称为EDLC，电气双层电容器，用于学术用语），我们在此介绍。
在第1部分中，我们将介绍我们的超级电容器，描述它们的结构和特性，并注意它们与其他电容器和电池的比较。
二、什么是超级电容？
2-1。超级电容器的结构 与陶瓷电容器或电解电容器不同，超级电容器（EDLC）不具有电介质。相反，它使用在固体（电极）和液体（电解质）的界面处形成的“双电层”。
图1表示超级电容器的结构。典型的超级电容器由电极和电解质（包括电解质盐）和隔板（以防止正极和负极之间的接触）组成。电极位于集电器上并涂有活性炭粉末。
在活性炭粉末与电解质接触的每个界面处形成双电层。当对超级电容器充电时，正电极侧的负离子和空位以及负电极侧的正离子和电子布置在界面上。这种离子和电子的排列状态（空位）称为“双电层”。
因为该层是由离子的物理运动形成的，所以不存在与电池一样的化学反应。这使超级电容器具有优异的充放电循环寿命。在电极上使用活性炭的原因是增加其表面积。活性炭表面上的非常细的孔大大增加了电极的表面积。由于表面积越大，可以存储的电荷越大，超级电容器能够实现非常高的电容。
图1.超级电容器（EDLC）的结构
超级电容器有多种基本形状和结构，如图2所示。我们的超级电容器是层压型。下面我们将解释这与其他形状的比较。
图2.超级电容器形状
2-2。村田超级电容器的特点
2-2（1）。我们的超级电容器的主要特点 小巧纤薄的封装（从LWT开始：14.0mm×21.0mm×3.2mm）低ESR！高功率，高电容（DMF系列示例：45mΩ，5V，470mF）与电池和传统超级电容器相比，可实现高电流，高功率输入和输出。 优异的充放电循环寿命
如2-1中所述，由于充电/放电机构不涉及化学反应，因此可以充电和放电超过100,000次。 高可靠性
由于我们出色的封装密封和电化学系统的优化，与其他超级电容器相比，性能降低很少。有关详细信息，请参阅2-2（3）。
2-2（2）。与其他电容器和电池的比较 图3描述了超级电容器与其他电容器技术的比较，横轴表示电容，纵轴表示额定电压。陶瓷电容器支持多种电压，但电容最多为几百μF。另一方面，与其他电容器技术相比，我们的超级电容器具有非常高的电容，范围从数百mF到超过1F。
图3.与超级电容器（EDLC）比较的村田电容器技术的电容和电压。
接下来，我们将描述超级电容器与电解电容器和电池相比的能量和功率。在图4中，横轴上的能量密度表示可以存储多少电荷，纵轴上的功率密度表示可以瞬间释放多少电量。
电池可以存储大量电量，但瞬间释放的电量很小。相反，电解电容器可瞬间释放大电荷，但可存储的电荷很小。我们的超级电容器的性能介于两者之间。也就是说，与其他电容器相比，它们的能量较高，而与电池相比，它们的功率较高。
图4.功率密度和能量密度的比较
2-2（3）。与其他超级电容器的比较 有各种类型的超级电容器，如2-1中所述和图2所示。图5比较了每种形状的超级电容器的放电性能，垂直轴上的放电电流和水平轴上的放电时间。硬币型电容器的特征在于长而缓慢的电流涓流。这是传统的超级电容器。在层压型中，大电流瞬间流动。我们的超级电容器就是这种类型。气缸类型介于两者之间。换句话说，我们的超级电容器非常适合同时需要大量功率的应用。
图5.各种超级电容器的放电性能比较
如前所述，我们的超级电容器具有高可靠性。通常，超级电容器遭受由外部湿气引起的老化退化。发生的另一个问题是由于电解质干燥导致的失败。村田制作所的超级电容器解决了这些问题。由于水分从密封区域渗透到包装内部，村田制作所的超级电容器设计有较小的密封区域，以防止水分渗入（图6）。
因此，与圆柱型超级电容器不同，它受到的水分损害很小。最小化的密封区域设计还用于防止导致干涸故障的电解质蒸发。与传统的超级电容器相比，这提供了非常高的可靠性。
图6.圆柱型超级电容器和Murata超级电容器的封装和可靠性比较
三.总结 我们的超级电容器采用小巧纤薄的封装，可提供高功率和高能量。它们非常可靠，可用于各种应用。 |
