1、 超级电容简介
以平行平板电容为例，面积为S，平板间距为d，极板间电介质的介电常数为ε时，其电容为C=εS/d 。超级电容的容量正是从减小d和增大S这两个途径来实现的。
插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现等量异号电荷，从而产生电位差。如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两个电极的表面形成紧密的等量异号电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距（分子间距距约1微米）比普通电容器电荷层间的距离（电介质层厚度）更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量
。 超级电容采用活性炭材料制作成多孔电极，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，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中相互束缚的正
负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成两个电荷层。由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积(即获得了极大的电极面积S)，根据前面的计算公式可以看出，这种双电层电容器比传统电容的容值要大很多，其容量可以提高100土豆削皮机倍以上。破真空阀
由于所加电压小于正负离子的电离电位，当电压消除后电解液恢复常态。即充电过程只有物理变化而无化学变化，这是超级电容长寿命的原因。而超级电容充电电压不要超出其额定电压，是保证其长寿命的前提。为区别一般电容，常把利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构的电容称为超级电容。 注意事项:
1、超级电容器具有固定的极性。在使用前，应确认极性。
2、超级电容器应在标称电压下使用, 当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。
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3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃.
4、超级电容器的寿命: 外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。电容器应尽量远离热源。
5、当超级电容器被用做后备电源时的电压降：由于超级电容器具有内阻较大的特点，在放电的瞬间存在电压降，ΔV=IR.所以应考虑对输出电压的影响。
6、使用中环境气体: 超级电容器不可处于相对湿度大于85%或含有有毒气体的场所，这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀，导致断路。
7、超级电容器的存放：超级电容器不能置于高温、高湿的环境中，应在温度-30+50℃、相对湿度小于60%的环境下储存，避免温度骤升骤降，因为这样会导致产品损坏。
2 、超级电容与太阳能电池板的匹配选择
从电容使用寿命上考虑，电容的额定电压应是实际充电电压的1.5倍为宜。其原因是考虑充
电电压的波动以及电容参数不同引起的充电不均匀等因素。本实验所用太阳能电池板的参数是：开路电压10.8V、短路电流风刀干燥机400mA、最大功率3W。超级电容采用锦州凯美能源生产的4个2.7V额定电压、容量400F的单体电容串联而成的电容器模组（其额定电压为10.8V）。由于电池板内阻、电容模组的等效内阻存在，使得充电状态下太阳能电池板最大路端电压只是开路电压的85%左右，因此从教学实际需要上，电容模组的额定电压也取4个电容组成的10.8V模组（而不是6个电容组成的16.2V模组）即可。（学生可在实验中测量充电时电池板端电压最大能达到多少）
3、超级电容串联的使用
超级电容内电解液的电解电压是3V以下。为了提高电压，需要将多个电容串联来实现。由于电容内阻的差异，在充放电时各电容电压升降的程度不同。如果简单地串联使用会造成个别电容电压超出额定电压的情况。以本组实验为例：四个2.7V电容串联使用，充电前残留电压为0.4V，但只存在于第四只电容两端。在用10V电池板充电时因串联电路电流相等，每只电容电压的增加量ΔU均为最大充电电压10-0.4=9.6（V）的四分之一，即2.4V。因第四只电容已有残留电压为0.4V，则充电后它的实际电压为2.8V，因超出额定电压值，
有可能对其造成损害。所以串联使用时电容均需要并联一均衡电路（其功能类似于稳压管，该电路由厂家提供）来组成电容器模组。
4、超级电容的充放电实验
为使学生对超级电容快速充电能有一个量化的认识，对电容容量与充电电源功率的合理搭配有初步的认知，采用了两组对比性实验进行。2个4╳2.7V额定电压、容量400F的电容器模组，一个由一块电池板（10.8V/3W）充电；另一个由3块相同电池板并联后（3╳10.8V/3W）充电。在一天之内重复做了4次实验，数据稳定。效果良好。其平均数据见下表：
（10.8V/3W）充电 | （3╳10.8V/3W）充电。 |
时间（分） | 15 | 30 | >90 | 时间（分） | 15 | 发热器30 | >40 |
电压值（V） | 2 | 6 | 9.4 | 电压值（V） | 6 | 9 | 9.4 |
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由此可以看出：在充电初期，由电容的定义可知电容两端电压与流经电容电流的时间积分
成正比，随后变化减缓，最后趋于定值。在充电电压一定时，充电功率与充电时间成反比，这也是超级电容快速充电的原理。
实验时电池板对准日照方向，按正负极要求接线，将电压表并在电容模组两端观察电压变化，待电压基本不变时（达到9V即可）可视为充电完毕。充电完成后请将直流电机或LED光源作为放电负载，持续接通，使下次做实验的同学使用超级电容时，其内部的残留电压很小，不影响充电的观察。
5、超级电容的应用
超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置,它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。应用在以下领域：
（1）税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程控交换机、无绳电话等的时钟芯片、静态随机存贮器、瓜绢野螟数据传输系统等微小电流供电的后备电源
（2）智能表（智能电表、智能水表、智能煤气表、智能热量表）作电磁阀的启动电源
（3）太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。
（4）手摇发电手电筒等小型充电产品中代替充电电池。
（5）电动玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率电器的驱动电源。
（6）电动汽车 快速启动电源
（7）电力系统 电网改造 户外开关
（8）风力发电 海上风机的蓄能
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