182{1800P}超级电容器综述

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182{1800P}超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 [全文]
器的基本原理及分类

　　182{1800P}超级电容器电容器

　　所谓电容器就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质——电荷，而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此，我们就可以描述电容器的基本结构：两块导体板（通常为金属板）中间隔以电介质，即构成电容器的基本模型。 [全文]
又称电化学电容器或双电层电容电容　　电容（或电容量, Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称
器，是一种新型储能器件，它利用电极/电解质交界面上的双电层或在电极界面上发生快速、可逆的氧化还原反应来储存能量。

　　182{1800P}超级电容器182{1800P}超级电容器

　　182{1800P}超级电容器又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。182{1800P}超级电容器用途广泛。 [全文]
采用活性碳材料制作成多孔碳电极，同时在相对的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*正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别*到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层，具体参考HTTP://WWW.HQEW.COM/TECH/DR/200010060034_135.HTML。

　　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），而且电解质与多孔电极间的界面距离不到1nm（即获得了极小的介质厚度），所以这种双电层结构的182{1800P}超级电容器比传统的物理电容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能。

　　目前国际上研究与发展的182{1800P}超级电容器可归为以下几类：

　　●双层电容器（Double layer capacitor）

　　由高表面碳电极在水溶液电解质（如硫酸等）或有机电解质溶液中形成的双电层电容，如图6-12.1所示。该图还表示出一个典型双电层的形成原理，显然双电层是在电极材料（包括其空隙中）与电解质交界面两侧形成的，双电层电容量的大小取决于双电层上分离电荷的数量，因此电极材料和电解质对电容量的影响最大。一般都采用多孔高表面积碳作为双层电容器电极材料，其比表面积可达1000－3000m2/g，比电容可达280F/g。

　　●赝电容器（Pseudo－capacitor）

　　由电极表面上或者体相中的二维或准二维空间上发生活性材料的欠电位沉积，形成高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应产生和电极充电电位有关的电容，又称法拉第准电容；典型的赝电容器是由金属氧化物，如氧化钌构成的，其比电容高达760F/g。但由于氧化钌太贵，现已开始采用氧化钴、氧化镍和二氧化锰来取代；

　　●混合电容器（Hybrid capacitor）

　　由半个形成双层电容的碳电极与半个导电聚合物或其他无机化合物的表面反应或电极嵌入反应电极等构成。目前在水溶液电解质体系中，已有碳/氧化镍混合电容器产品，同时正在发展有机电解质体系的碳/碳（锂离子嵌入反应碳材料）、碳/二氧化锰等混合电容器。

　　此外，若按照电容器采用的电极材料分类，则可分为碳基型、氧化物型和导电聚合物型；而按采用的电解质类型分类，则又分为水溶液电解质型和非水电解质型（主要为有机电解质型）。在有机电解质溶液中，电容器的工作电压可提高至2.5V以上。

　　182{1800P}超级电容器的性能特点

　　182{1800P}超级电容器是介于电容器和电池电池

　　电池是一种能量转化与储存的装置，它通过反映将化学能或者物理能转化为电能。电池即一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负两极浸泡再能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。 [全文]
之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电化学电池化学电池　　化学电池：是指通过电化学反应，把正极、负极活性物质的化学能，转化为电能的一类装置。主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。依据能否充 电复原，分为原电池和蓄电池两种。 [全文]
的储能机理，性能比较详见下表。

　　182{1800P}超级电容器作为一种新型能源器件，具有以下主要优点：

　　（1）功率密度高

　　182{1800P}超级电容器的内阻很小，且在电极/溶液界面和电极材料本体内部均能够实现电荷的快速贮存和释放，因此它的输出功率密度高达数千瓦/千克，是任何一种化学电源电源

电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。[全文]
都无法比拟的，是一般蓄电池蓄电池　　蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使6V4AH应急灯蓄电池用。它的工作原理不是把化学能转化为电能。 [全文]
的数十倍。

　　（2）充放电循环寿命长

　　182{1800P}超级电容器在充放电过程中只有离子和电荷的传递，没有发生电化学反应而引起相变，因此其容量几乎没有衰减，循环寿命可达万次以上，远远大于蓄电池电池

　　电池是一种能量转化与储存的装置，它通过反映将化学能或者物理能转化为电能。电池即一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负两极浸泡再能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。
的充放电循环寿命。

　　（3）充电时间短

　　从目前已经做出的182{1800P}超级电容器充电试验结果来看，在电流密度为7mA/cm2时（相当于一般蓄电池充电电流密度），全充电时间只要10~12分钟，而蓄电池在这么短的时间内是无法实现全充电的。

　　（4）特殊的功率密度和适度能量密度

　　对于普通蓄电池来说，如果能量密度高，其功率密度不会太高；而功率密度高，其能量密度则不会太高。但182{1800P}超级电容器在提供1～5kW/kg高功率密度输出的同时，其能量密度可以达到5～20Wh/kg。若将它与蓄电池组合起来，就会组成为一个兼有高能量密度和高功率密度输出的储能系统。

　　（5）贮存寿命长

　　182{1800P}超级电容器在充电之后的贮存过程中，虽然也存在微小的漏电电流，但这种发生在182{1800P}超级电容器内部的离子或质子迁移运动是在电场的作用下产生的，并没有出现化学或电化学反应，电极材料在电解质中也是相对稳定的，因此182{1800P}超级电容器的贮存寿命几乎是无限的。

　　（6）工作温度范围宽

　　182{1800P}超级电容器可在-50～+75℃的温度条件下工作，性能优于传统电容器和蓄电池。

　　182{1800P}超级电容器的应用

　　182{1800P}超级电容器的脉冲功率性能、较长的应用产品寿命、能够在极端的温度环境中可靠操作的特点，完全适合于那些需要在几分之一秒至几分钟时间的重复电能脉冲的应用产品，使其成为运输、可再生能源、工业与消费电子以及其它应用产品的首选蓄能与电力传输解决方案，例如在电动汽车（EV/HEV）、军工、轻轨、航空、电动自行车、后备电源后备电源

后备电源是一种有效防止驱动电路无正常电压时的一种自动驱动的准行电源，可以延长电路需要的电压，以提供电路能够正常工作。 　　一般来说，UPS按照其工作方式的不同可以分为三类：后备式、在线式和在线互动式。 [全文]
、发电（风能发电、太阳能发电）、通讯、消费和娱乐电子、信号监控等领域的电源电源电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。
应用方面具有广阔的市场前景。

　　近年来，由于能源问题和环境保护的要求，世界上对电动汽车和混合动力汽车的需求越来越紧迫，电动汽车的关键部分是蓄电池，但蓄电池的峰值功率特性无法满足汽车在启动、加速和爬坡等特殊情况下对功率的需求。182{1800P}超级电容器在电动汽车中与蓄电池并联作辅助电源上的应用，可以弥补蓄电池在功率特性方面的不足。当汽车处于正常行驶状态时，182{1800P}超级电容器处于充电状态，在加速或载重爬坡特殊情况下由182{1800P}超级电容器实现高功率放电，突然制动时，则通过182{1800P}超级电容器的高功率充电吸收制动过程中产生的能量。182{1800P}超级电容器的使用可以满足电动汽车的启动、制动和爬坡时对高功率放电的需求，起到平衡蓄电池负载的作用，可以延长蓄电池的使用寿命。

咫尺天涯

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挺不错的，我毕业设计直接引用