电容与电池容量(电容和电池容量的关系)
1.不同的储电方式。
用最通俗的话说,电容器储存电能。电池储存电能转化的化学能。前者只是物理变化,后者是化学变化。
2.充放电的速度和次数都不一样。
因为电容器直接存储电荷。所以充放电速度很快,大容量电容充满电一般只需要几秒或几分钟;但是,电池充电通常需要几个小时,受温度影响很大。这也是由化学反应的性质决定的。
电容至少要充放电几万到几亿次,而电池一般只有几百到几千次。
3.不同用途
电容可用于耦合、去耦、滤波、移相、谐振和瞬间大电流放电的储能元件。电池的作用只是作为电源,但在一定情况下也能起到一定的稳压和滤波作用。
4.不同的电压特性
所有电池都有额定电压。不同的电池电压由不同的电极材料决定。如铅酸电池2V,镍氢1.2V,锂电池3.7V等。电池在这个电压附近持续的时间最长。电容器对电压没有要求,可以是0到0之间的任何电压(电容器上标注的耐压是保证电容器安全使用的参数,与电容器特性无关)。
在放电的过程中,电池会随着负载顽固地“坚持”在标称电压附近,直到坚持不到最后才开始下降。而电容则没有这种“坚持”的义务,电压从放电开始就随波逐流不断下降,以至于电量充足的时候,电压已经下降到“可怕”的地步既然电容和电池都可以充放电,为什么不用电容当电池呢?下面第五点就是原因。
5.充放电曲线不同。
首先,看看电池的图表:
从上面的计算结果可以看出,一个6000F5.5V的电容可以近似代替一个锂电池,但是其庞大的体积是无法和一个18650的电池相比的。还有一点就是2.5V以下的电能没有被利用。
电容器和电池是用来“储存”电的,就像一对孪生兄弟。但它们都有不同的特点和应用领域。以下从六个方面简要介绍:
下面是电容的曲线图
从上图可以看出,电容器的充放电曲线非常陡峭,充放电过程的主要部分可以在瞬间完成,适合大电流大功率快速充放电。这种陡峭的曲线有利于充电过程,可以快速完成充电过程。但在放电时就成了劣势,电压的快速下降使得电容很难在电源领域直接替代电池。如果想进入电源领域,可以通过两种方式解决。一种是和电池并联使用,取长补短。另一种是配合DC-DC模块,弥补电容器放电曲线的固有不足,使电容器尽可能有稳定的电压输出。
不及物动词用电容器代替电池的可行性
首先,我们来了解一下什么是电容。电容c = q/ⅴ(其中c为电容,q为电容携带的电量,v为极板间的电位差)。也就是说,在电容确定的情况下,q/v是一个常数。如果非要和一块电池比,可以暂时把这里的q理解为电池的容量。
为了更形象,我们不用水桶来比喻。电容C就像水桶的直径,水就是量q,当然直径越大,装的水越多。但是它能装多少呢?它还取决于桶的高度,也就是施加在电容器上的电压。所以也可以说,如果没有电压上限,一个法拉电容就可以储存全世界的电能!当然,这只是技术上永远无法实现的假设,但理论上是成立的。
我们来估算一下电容,相当于一块18650的锂电池:
为了比较,先把容量改成焦耳。
锂电池2ah× 3.7v = 7.2wh。
7.2瓦时×3600秒=25920焦耳
我们尽量选择5.5V6000F电容,放电终止电压参照锂电池设定为2.5V。5.5-2.5=3V .
6000 f× 3v/2 = 27000焦耳
27000焦耳/3600秒= 7.5瓦时
7.5瓦时/3.7伏= 2.03瓦时