初识电化学电容器

A. 什么是电容器？

电容器是一种新型的储能装置，由于其相对于传统的平板电容器具有较高的能量密度，而相对于二次电池而言其具有较大的功率密度，因此它常常被描述为能够“bridge the gap between capacitor and battery”。Maxwell公司公布的电容器与锂电池性能对比以及电容器的优缺点的对比，如下面表格所示

关于电容器，有一本很经典的书籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applications”。要想详细了解电容器知识的小伙伴可以仔细阅读一下该书籍。这里主要基于文献阅读的形式来介绍一下电容器的相关知识。

作用

在直流电路中，电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。

这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。

但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过电场的形式在电容器间通过的。

在中学阶段，有句话，就叫通交流，阻直流，说的就是电容的这个性质。

2.外壳膨胀

　　由于电容器内部介质在电压作用下发生游离，使介质分解而析出气体或者由于部分元件击穿、极对外壳放电等均会使介质析出气体。这些气体在密封的外壳中将引起压力的增加，因而引起外壳膨胀。所以，电容器外壳膨胀是电容器发生故障或故障前的征兆。在运行过程中若发现电容器外壳膨胀应及时采取措施，膨胀严重者应立即停止使用，以免事故扩大。