容量大竟成超级电容致命问题，预防失效有绝招-电子技术方案|电路图讲解

最近，在给一位客户单位的产品做设计审核中，遇到了一个超级电容的问题，作为户外机壳内装配的超级电容，恶劣的环境、长期的使用，无人值守的工作状态，其失效总要做些预防的，但是，它的失效机理到底是什么？失效故障到底有多严重？对什么应力敏感？

带着这些问题，我查阅了中国知网，发现通篇的全是夸赞超级电容如何好的文章，简直赶上那个60年代末的年代了，大有一副“超级电容就是好、就是好、就是好”的架势。但按照辩证唯物主义的思想，任何事物都有两面性，我还就不信了，难道超级电容的唯一缺点就是没有缺点吗？

于是，我查阅超级电容的内部结构和材料，从基础的结构、成分、工作原理出发，来分析其可能的失效机理。但限于该类器件还处于八九点钟的太阳阶段，人生观价值观还未形成，到底是会祸害人还是会造福人类成为领袖，都还不太看得出来，所以，以下分析仅为分析预测，有待各路诸侯高工提供案例以佐证。

超级电容采用多孔碳材料做电极，同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电压时，相对的2个多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负离子将在电场作用下分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层，相当于2个电容器串联。

活性碳材料具有超高比表面积，而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1 nm，即介质厚度很小，从中学讲过的电容计算公式里，可以推理出，电容的大小与极片之间的面积成正比，与介质的介电常数成正比，与极板之间的距离成反比。就是这个原因，这种结构的电容值才可以做的很大很大。

因此，也就是因为这种结构和材质，大胆推理预测，超级电容可能会有如下类似潜在隐患，信不信由你，说不说由我，请辩证吸收，对错作者均不担责。对了请感谢您自己，您的英明听劝使您成功的避免了风险；错了也别怪我，明明我错了，您还听还照做，是不是傻？是不是傻？

因为电容里有电解质溶液，所以会有液体的密封性问题，内外压差大容易导致泄露，因此高海拔地区使用，电容内外压强差较大会有潜在漏液风险；超级电容安装如果采用的是焊点固定方式，焊接时的非自然状态固定产生焊接管脚的机械应力、横向剪切方向的冲击对管脚的冲击会有类似隐患；

只要是液体，就会有高温的沸腾、膨胀、汽化特性，因此其高温特性会有隐患，不过很多资料上都在宣称超级电容的高低温特性都很好，也许可能，汽车防冻液里的乙二醇，就具有沸点高，冰点低的特点，不知道超级电容里是不是也有类似特性的化学玩意儿。但只要是液体，热膨胀特性很难避免，因此，就算不沸腾，膨胀也是个麻烦，跟上一条正好对应；而且液体化学材料，很难没有腐蚀作用，外漏焊接极片怎么着也得是金属的吧，不知道会不会有内外夹击的腐蚀性问题。

网上的不少资料里都说超级电容的低温特性很好，估计其中的电解液的冰点应该很低了，也算是个好消息。高温特性又好，低温特性也好，还得不腐蚀，还得不容易膨胀导致泄露，这电解液到底何方神圣？挺棒的，有机会争取认识一下。

超级电容内部结构上，正负极之间的间距很小，不然也很难达到这么大容值，但是间距小了就带来一个麻烦，E=U/d，间距d很小的时候，不大的电压，就会在两极之间产生很大的场强，场强如果超出了介质可耐受程度，就会击穿，因此，超级电容的耐过压能力可能会较差。

超级电容的充电过程是电荷择善而栖的过程，因此需要实实在在的电荷流动，流动的过程就不可能没电阻，普通电解电容是化学过程，有电压激励了，化学反应就会发生，阻抗特性表现较小，因此内阻大，导致充放电的内阻损耗和分压可能也是个问题。

内阻一大，顺势推理下去，高频快充快放，内阻上的热消耗估计不会小，相当于普通电容的ESR发热，热热热热…

既然有电解液，自然也就有了极性问题，不知道接反了的后果是什么？没敢试过。有谁胆大点，试了之后分享下切身感受，最好有图有真相。

焊接中要是烙铁接触的时间久了，通过电极的热传导进去，效果会怎样？画面有点美，不敢想。

既然是电子器件，就会有参数误差，而且上面提到对电压敏感，所以串联使用，因为参数差异导致的电压分压不均衡，会不会产生超出预期的承受电压？

容量很大是优点，同时也是缺点。放电、充电电流大的高性能，对整个电通路的设计要求是防范过流，这个电流的限流控制也是个关键问题。貌似现在的纯电力机车上禁用超级电容就是这个考虑。

以上问题，纯粹是从其内部成分、结构特点几方面推理得出的，希望未被言中，但这张乌鸦嘴经常干出“但愿不如所料，以为未必竟如所料，却每每恰如所料的发生了起来”的事，诸位朋友，小心谨慎，但求多福吧。如何防范这些隐患，打点赏呗先…

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）

1.   应用领域

ST-2000是本针对应力测量产品领域的一款精密测试模块产品。精度高、温漂时漂低、全隔离带EMC保护，可应用于应变式传感器性能测试、包装称重、硬度计测力、高精度应力分析等领域。

2.   产品外观

3.    关键参数

4.   应用说明

问题1. 传感器距离仪表比较远，现场空间狭小怎么办？

答： ST-2000采用的是直流测量技术，从传感器到模块的理论距离可达20m，最多可以接8只传感器。此外模块带长线自动补偿功能，不会因为导线长度而影响测量的精度。

问题2. 产品在夏天和冬天所测得的值差别很大，且每过一段时间又测不准该怎么办？

答：问题中描述的现象是由于温度漂移和时间漂移导致，模块内部自带1PPM/10℃的精密信号源，时刻校准您的传感器输出值。综合测量精度达0.01%，免除需要定期校准的问题。

问题3. 客户现场环境比较恶劣，电机、变频器等干扰强烈，仪表经常出现死机怎么办？

答：模块采用压铸铝的全密封设计，防护等级达IP65。采用工业级设计标准，输入输出信号完全电气隔离，符合欧盟LVD低电压指令要求，确保产品可靠工作。

问题4. 仪表在工业现场，各种仪表之间协议不兼容怎么办？

答：模块采用RS485两线制通讯、MODBUS-RTU协议。通讯协议完全公开，方便客户二次开发，解决产品现场的兼容性问题。

问题5. 在进行数据测量的同时希望进行简单控制，又不希望增加仪表该怎么办？

答：模块具备1路输入输出通道，采用光耦隔离，可用于外部控制和报警输出。

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）