超級電容器性能原理及應(yīng)用

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1、超級電容器性能原理及應(yīng)用本文摘自:電池論壇(http://club.battery.com.cn)詳細出處請參考：http://club.battery.com.cn/thread-209320-1-1.html　　超級電容器是在19世紀(jì)60、70年代率先在美國出現(xiàn)，并于80年代實現(xiàn)市場化的一種新型的儲能器件，具有超級儲電能力。它兼具普通電容器的大電流快速充放電特性與電池的儲能特性，填補了普通電容器與電池之間比能量與比功率的空白。超級電容器被稱為是能量儲存領(lǐng)域的一次革命，并將會在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池

2、?！　〕夒娙萜餍阅堋　〕夒娙萜鞯哪芰棵芏仁莻鹘y(tǒng)電容器的幾百倍，功率密度高出電池兩個數(shù)量級，很好地彌補了電池比功率低、大電流充放電性能差和傳統(tǒng)電容器能量密度小的缺點?！　　　D1：超級電容器性能優(yōu)勢圖　　超級電容器與鉛酸、鎳氫和鋰電池相比，在自放電、能量密度和能量成本方面顯現(xiàn)不足，但在效率、快充特性、溫度范圍、安全性、功率成本、功率密度、壽命方面，超級電容器有著其他電池不可超越的優(yōu)勢?！　〕夒娙萜魇且环N無污染的新型儲能裝置，壽命超長(1-50萬次)、安全可靠、儲能巨大，是一種理想的儲能裝置，具體特

3、性如下：　　1、高循環(huán)壽命，循環(huán)壽命可達50萬次以上，合計10年，遠超電池理論上的最大循環(huán)2000-5000次;　　2、快速充電特性，由于不存在電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能的化學(xué)反應(yīng)，充電10秒-10分鐘，可達到其額定容量95%以上;　　3、高功率密度特性，具有優(yōu)越的動力特性，可達300W/kg~5000W/kg，相當(dāng)于電池的5-10倍;能較好地滿足車輛在啟動、加速、爬坡時對瞬間大功率的要求;　　4、大電流放電能力超強，過程損失小;大電流是電池的幾十倍;　　5、超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃~+70℃;而一般電池

4、是-20℃~+60℃;　　6、無污染，安全可靠，超級電容器是綠色能源(活性炭)，不污染環(huán)境，是理想的綠色環(huán)保電源;　　7、全壽命免維護：超級電容器采用全密封結(jié)構(gòu)，沒有水分等液體揮發(fā)，在使用過程中全壽命不需要維護;　　8、相符成本地，超級電容器價格比鉛酸電池高1倍，但壽命比電池高10倍?！　〕夒娙萜鞯慕Y(jié)構(gòu)　　超級電容器結(jié)構(gòu)和電池結(jié)構(gòu)一樣，主要由極化電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料等幾部分組成。超級電容器的性能主要由制造技術(shù)、電解液的組成、隔膜質(zhì)量和組裝工藝等決定。其中電極的制造技術(shù)包括電極材料

5、和電極的制備，是超級電容器最關(guān)鍵的技術(shù)之一?！　「鶕?jù)電解液分，超級電容器分為有機體系和水溶劑體系。有機體系比水溶劑體系具有較高的工作電壓，天津力神生產(chǎn)的超級活性炭雙電層超級電容器是有機體系。隨著超級電容器的市場不斷擴大和整個市場需求的日益增長，將會出現(xiàn)兩個大的方向：高能量型超級電容器和高功率型超級電容器。　　　　天津力神研發(fā)的超級電容器模塊　　超級電容器的應(yīng)用　　超級電容器產(chǎn)品由于其具有特殊的優(yōu)點，全球需求量迅速擴大，已成為化學(xué)電源領(lǐng)域內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)亮點。應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及運輸業(yè)、風(fēng)能、儲

6、能和工業(yè)用UPS等各個領(lǐng)域。不僅從根本上改變了電動車在交通運輸中的位置，也將改進風(fēng)能、太陽能等間歇性能源利用的可能性，在滿足人們對能源需求的同時，減少了對石油的依賴。　　此外，超級電容器還在包括稅控機、數(shù)碼相機、掌上電腦等微小電流供電的后備電源等消費性電子產(chǎn)品及眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價值和發(fā)展?jié)摿Γ皇澜绺鲊鴱V泛關(guān)注，行業(yè)前景可期?！　∫?、超級電容器在運輸業(yè)的應(yīng)用　　首先是純電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。就在上海世博會期間，某公司研制出一款去掉辮子的超級電容器純電動汽車，此為上海世博會“零排放”公交車。這款公交

7、車每隔2-3公里就會在指定的充電站(兼具公交車站功能)進行充電，充電時間僅需幾分鐘，位于公交車座位下的超級電容器就完成了全部充電任務(wù)?！　〕夒娙萜鞯墓卉嚦潆姺绞届`活多樣，可以從剎車系統(tǒng)中獲取能量，這類公交車時用的電力比無軌電車少40%，能耗僅為燃油車的三分之一?！　　　D為世博會上零排放的超級電容器公交車　　超級電容器還應(yīng)用在混合電動車上?；旌想妱悠嚥捎枚嗄茉聪到y(tǒng)提供動力，以燃油發(fā)動機作為主要動力，以二次電源作為輔助動力?；旌想妱悠囎畲蟮膬?yōu)點就是在加速期間或爬坡時，要從有電池和超級電容器組成的

8、能量儲存系統(tǒng)吸取電力，當(dāng)車輛的動力需求較低時，該能量儲存系統(tǒng)被充電，這樣不僅增加了能量效率，而且車輛能夠通過再生制動，在減速時能量重新回收，加速時付出，既節(jié)省了油又減少了污染?；旌想妱悠嚹芄?jié)油30%-50%,減少污染70%-90%?！　⑿铍姵嘏c超級電容結(jié)合起來，他們的優(yōu)點可以互補，成為一個極佳的貯能系統(tǒng)。此還可用于卡車低溫起動、中型和重型卡車、陸上和地下的軍事用車，它在大電流以及高低溫條件下工作，都會有很長的壽命?！　　　〕夒娙萜骰旌想妱悠嚒　〈?/p>