超级电容介绍-PPT课件
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超级电容器简介课件
拓展在风能、太阳能等可再生能 源以及工业自动化领域的市场应
用。
政策支持与产业发展建议
政策引导与资金支持 建立产业联盟 加强国际合作与交流
超级电容器与其他储能技术 的比较
与电池的比较
充放电速度
。
循环寿命
能量密度 成本
与超级电感的比较
储能原理
超级电容器通过双电层储能， 而超级电感通过磁场储能。
响应速度
超级电容器简介课件
目录
• 超级电容器的性能特点 • 超级电容器的制造工艺与材料 • 超级电容器市场现状与趋势 • 超级电容器的发展前景与挑战 • 超级电容器与其他储能技术的比较
超级电容器概述
定义与工作原理
定义 工作原理
超级电容器的主要类型
根据电解质类型
根据储能原理
可分为水系超级电容器和有机系超级 电容器。
超级电容器的发展前景与挑 战
技术创新与突破方向
材料创新
结构设计 集成化技术
市场拓展与合作机会
电动汽车领域
与电动汽车制造商合作，开发高 性能的超级电容器，提升电动汽
车的续航里程和加速性能。
智能电网领域
与电网公司合作，研发用于智能 电网的储能超级电容器，提高电 网的稳定性和可再生能源的接入
能力。
工业应用领域
主要应用领域市场现状与趋势
总结词
详细描述
市场竞争格局与挑战
总结词
超级电容器市场竞争激烈，企业需要不 断创新以保持竞争优势。
VS
详细描述
目前，全球超级电容器市场已经形成了较 为稳定的竞争格局，但随着新技术的不断 涌现和市场的不断扩大，竞争也日趋激烈。 企业需要不断加大研发投入，提高产品性 能和降低成本，以应对市场竞争的挑战。 同时，企业还需要加强与上下游企业的合 作，共同推动超级电容器市场的快速发展。
用。
政策支持与产业发展建议
政策引导与资金支持 建立产业联盟 加强国际合作与交流
超级电容器与其他储能技术 的比较
与电池的比较
充放电速度
。
循环寿命
能量密度 成本
与超级电感的比较
储能原理
超级电容器通过双电层储能， 而超级电感通过磁场储能。
响应速度
超级电容器简介课件
目录
• 超级电容器的性能特点 • 超级电容器的制造工艺与材料 • 超级电容器市场现状与趋势 • 超级电容器的发展前景与挑战 • 超级电容器与其他储能技术的比较
超级电容器概述
定义与工作原理
定义 工作原理
超级电容器的主要类型
根据电解质类型
根据储能原理
可分为水系超级电容器和有机系超级 电容器。
超级电容器的发展前景与挑 战
技术创新与突破方向
材料创新
结构设计 集成化技术
市场拓展与合作机会
电动汽车领域
与电动汽车制造商合作，开发高 性能的超级电容器，提升电动汽
车的续航里程和加速性能。
智能电网领域
与电网公司合作，研发用于智能 电网的储能超级电容器，提高电 网的稳定性和可再生能源的接入
能力。
工业应用领域
主要应用领域市场现状与趋势
总结词
详细描述
市场竞争格局与挑战
总结词
超级电容器市场竞争激烈，企业需要不 断创新以保持竞争优势。
VS
详细描述
目前，全球超级电容器市场已经形成了较 为稳定的竞争格局，但随着新技术的不断 涌现和市场的不断扩大，竞争也日趋激烈。 企业需要不断加大研发投入，提高产品性 能和降低成本，以应对市场竞争的挑战。 同时，企业还需要加强与上下游企业的合 作，共同推动超级电容器市场的快速发展。
Maxwell超级电容-PPT精品文档67页
l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
SITRAS® SES - 解决方案
储能系统: 基站或在车上
时间 t1 1号车刹车
储能系统储存刹车能量
时间 t2 2号车加速
储能系统放出能量
应用: 交替送出储存的刹车能量，用于车辆再加速
10.08.01
Saved energy
Reduction of the power need by 50 kW
Energy saving of 340.000 kWh per year and per installation
thermal limit 68 kWh/h
13.08.01
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
庞巴迪运输系统的MITRAC
MITRAC energy saver
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
风力发电机变桨系统
变桨系统储能装置
每个变桨系统配有一个 超级电容紧急供电装置
开关盒 包含2600F的
超级电容
超级电容因如下原因代 表着一个理想的应急供 能系统： • 提高了安全水平 • 高可靠性 • 效率 • 可扩展性
75 V, 81 F 超级电容模块
4 模块串联驱动 300 V 3-5 MW风电场的
• BOOSTCAP module: 48 BCAP0010 112 V, 55 F 40 kW 尖峰电力
Sizing Your System
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
SITRAS® SES - 解决方案
储能系统: 基站或在车上
时间 t1 1号车刹车
储能系统储存刹车能量
时间 t2 2号车加速
储能系统放出能量
应用: 交替送出储存的刹车能量，用于车辆再加速
10.08.01
Saved energy
Reduction of the power need by 50 kW
Energy saving of 340.000 kWh per year and per installation
thermal limit 68 kWh/h
13.08.01
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
庞巴迪运输系统的MITRAC
MITRAC energy saver
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
风力发电机变桨系统
变桨系统储能装置
每个变桨系统配有一个 超级电容紧急供电装置
开关盒 包含2600F的
超级电容
超级电容因如下原因代 表着一个理想的应急供 能系统： • 提高了安全水平 • 高可靠性 • 效率 • 可扩展性
75 V, 81 F 超级电容模块
4 模块串联驱动 300 V 3-5 MW风电场的
• BOOSTCAP module: 48 BCAP0010 112 V, 55 F 40 kW 尖峰电力
Sizing Your System
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容器PPT课件
(2) 每个周期的平均成本低；
(3) 良好的可逆性；
优
(4) 充电和放电率非常高；
点
(5) 非常低的内部电阻和随之而来的高周期效率（95%以上）和极 低的放热；
(6) 高输出功率；
(7) 比功率高；
(8) 使用无腐蚀性的电解质和低毒性的材料，提高了安全性；
(9) 简单的充电方法，不必进行过充检测，因为没有过充的可能。
1. MnO2材料 溶胶凝胶法制得的MnO2水 合物在KOH溶液中的比容 量为689F/g
2. NiO材料
溶胶凝胶法制得的多孔 NiO比容量为265F/g
3. 多孔V2O5水合物比容 量为350F/g）（在KCl溶 液中）
4. Co3O4干凝胶
1. 研究情况 聚苯胺、聚对苯、聚吡咯、 聚并苯、聚噻吩、聚乙炔、 聚亚安酯等
4.石墨烯
石墨烯/赝电容材料复合电极
RuO 2纳米粒子/石墨烯
4
4-1 超级电容器的电极材料
法拉第赝电容对金属化合物的要求
要求
高比表面—高比容量 低电阻率—高比功率 化学稳定性—长寿命 高纯度—减少自放电
价格低—便于推广使用
4
4-1 超级电容器的电极材料
三种主要的赝电容器电极材料
贵金属
廉价金属
导电聚合物
4
2
超级电容器的特点
超
级
电容量大
电
容
器 可任意并联
的 增加电容量
八
大
特
工作温度范围宽
点
充放电寿命长
等效串联电阻 相对常规电容大
免维护，环保
大电流放电
快速充电
6
3
分类
3
超级电容器的分类
超级电容器的研究PPT课件
2、孔径分布
孔径越大，电化学吸附速度越快，即使在比表面 积和总电容量相对低的情况下也可在大电流下传 递更多的能量。
超级电容器的研究
3、表面官能团
主要通过两种途径： 1）改变表面的润湿性能 2）官能团自身发生可逆的氧化还原反应 从制备高容量、耐高压、稳定性好的电容器角度 出发 , 要求活性炭材料表面的官能团有一个合适 的比例。
3) 液体电解质超级电容器 4) 固体电解质超级电容器
超级电容器的研究
三、碳材料超级电容器的性能特点
1、活性炭（AC）电极材料 性能特点：表面积较高，孔径可调，可批量 生产，价格低廉。
碳纤维
超级电容器的研究
2、碳气凝胶电极材料 优点：比表面积高，密度变化范围广，结构 可调。
制备方法如上图所示
超级电容器的研究
超级电容器的研究
2) 赝电容型超级电容器 (1) 金属氧化物材料 • 贵金属氧化物材料 —RuO2：无定型RuO2拥
有更高的电导率，更高的比电容，更高的电 化学可逆性。 • 替代RuO2的廉价金属氧化物材料—MnO2和 NiO。
超级电容器的研究
(2) 导电聚合物材料
聚苯胺(PANI)、聚 吡(PPy)和聚噻吩
超级电容器的研究
超级电容器的研究
缺点：
如果使用不当会造成电解质泄漏等现象； 和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于 交流电路。
超级电容器的研究
二、超级电容器的分类
1. 按原理分：双电层型超级电容和赝电容 型超级电容器。
1) 双电层型超级电容器
包括：活性炭（粉、纤维）电极材料、碳气凝胶电极 材料、碳纳米管电极材料、石墨烯电极材料超级电 容器。
3、碳纳米管(CNT)电极材料：单壁纳米管和多 壁 纳米管
孔径越大，电化学吸附速度越快，即使在比表面 积和总电容量相对低的情况下也可在大电流下传 递更多的能量。
超级电容器的研究
3、表面官能团
主要通过两种途径： 1）改变表面的润湿性能 2）官能团自身发生可逆的氧化还原反应 从制备高容量、耐高压、稳定性好的电容器角度 出发 , 要求活性炭材料表面的官能团有一个合适 的比例。
3) 液体电解质超级电容器 4) 固体电解质超级电容器
超级电容器的研究
三、碳材料超级电容器的性能特点
1、活性炭（AC）电极材料 性能特点：表面积较高，孔径可调，可批量 生产，价格低廉。
碳纤维
超级电容器的研究
2、碳气凝胶电极材料 优点：比表面积高，密度变化范围广，结构 可调。
制备方法如上图所示
超级电容器的研究
超级电容器的研究
2) 赝电容型超级电容器 (1) 金属氧化物材料 • 贵金属氧化物材料 —RuO2：无定型RuO2拥
有更高的电导率，更高的比电容，更高的电 化学可逆性。 • 替代RuO2的廉价金属氧化物材料—MnO2和 NiO。
超级电容器的研究
(2) 导电聚合物材料
聚苯胺(PANI)、聚 吡(PPy)和聚噻吩
超级电容器的研究
超级电容器的研究
缺点：
如果使用不当会造成电解质泄漏等现象； 和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于 交流电路。
超级电容器的研究
二、超级电容器的分类
1. 按原理分：双电层型超级电容和赝电容 型超级电容器。
1) 双电层型超级电容器
包括：活性炭（粉、纤维）电极材料、碳气凝胶电极 材料、碳纳米管电极材料、石墨烯电极材料超级电 容器。
3、碳纳米管(CNT)电极材料：单壁纳米管和多 壁 纳米管
超级电容原理及应用简介课件
法规与标准
随着超级电容的应用领域不断扩大 ，需要制定相应的法规和标准以确 保其安全可靠地应用。
未来发展前景
技术创新
随着科研技术的不断进步，未来超级 电容有望在能量密度、循环寿命等方 面取得突破性进展。
应用领域拓展
产业链完善
未来超级电容的产业链将进一步完善 ，包括材料、制造、应用等方面，这 将有助于推动其大规模应用和商业化 进程。
超级电容的发展历程
01 20世纪60年代
超级电容的初步研究和发展。
02 20世纪90年代
随着电子技术和新能源产业的发展，超级电容的 应用逐渐广泛。
03 21世纪初
超级电容在电动汽车、混合动力汽车、能源存储 系统等领域得到广泛应用。
02
超级电容的工作原理
电化学双电层理论
总结词
电化学双电层理论是超级电容工作原理的基础，它解释了超级电容如何通过电极表面的双电层 来储存电荷。
5. 重复实验步骤，多次测 量以获得更准确的数据。
4. 当超级电容充满电后， 使用数字万用表测量电容 器的放电电压和电流。
结果分析与讨论
• 通过实验数据，分析超级电容的充电和放电特性，包括充电时间、电压变化、电流变化等。 讨论超级电容的储能原理以及在储能技术领域的应用前景。
• · 通过实验数据，分析超级电容的充电和放电特性，包括充电时间、电压变化、电流变化等。 讨论超级电容的储能原理以及在储能技术领域的应用前景。
THANKS
感谢观看
详细描述
法拉第准电容器理论认为，超级电容的电极表面存在可逆的氧化还原反应，这些反应与双电层的形成和电荷的储 存释放有关。在充电过程中，电解液中的离子在电极表面发生氧化或还原反应，将电荷储存于双电层中；在放电 过程中，这些反应发生逆向反应，电荷被释放出来。
随着超级电容的应用领域不断扩大 ，需要制定相应的法规和标准以确 保其安全可靠地应用。
未来发展前景
技术创新
随着科研技术的不断进步，未来超级 电容有望在能量密度、循环寿命等方 面取得突破性进展。
应用领域拓展
产业链完善
未来超级电容的产业链将进一步完善 ，包括材料、制造、应用等方面，这 将有助于推动其大规模应用和商业化 进程。
超级电容的发展历程
01 20世纪60年代
超级电容的初步研究和发展。
02 20世纪90年代
随着电子技术和新能源产业的发展，超级电容的 应用逐渐广泛。
03 21世纪初
超级电容在电动汽车、混合动力汽车、能源存储 系统等领域得到广泛应用。
02
超级电容的工作原理
电化学双电层理论
总结词
电化学双电层理论是超级电容工作原理的基础，它解释了超级电容如何通过电极表面的双电层 来储存电荷。
5. 重复实验步骤，多次测 量以获得更准确的数据。
4. 当超级电容充满电后， 使用数字万用表测量电容 器的放电电压和电流。
结果分析与讨论
• 通过实验数据，分析超级电容的充电和放电特性，包括充电时间、电压变化、电流变化等。 讨论超级电容的储能原理以及在储能技术领域的应用前景。
• · 通过实验数据，分析超级电容的充电和放电特性，包括充电时间、电压变化、电流变化等。 讨论超级电容的储能原理以及在储能技术领域的应用前景。
THANKS
感谢观看
详细描述
法拉第准电容器理论认为，超级电容的电极表面存在可逆的氧化还原反应，这些反应与双电层的形成和电荷的储 存释放有关。在充电过程中，电解液中的离子在电极表面发生氧化或还原反应，将电荷储存于双电层中；在放电 过程中，这些反应发生逆向反应，电荷被释放出来。
超级电容
超级电容器(Supercapacitors，ultracapacitor)，又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors)，双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。
它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。
但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
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。
突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。
最大的杀手锏是可以瞬间吸收或释放极高的能量，充电时间仅需几分钟，而当前的锂电池电动汽车则需要几个小时。
超级电容相对致命的一个弱点就是能量密度很低。
所谓的能量密度就是指在一定的空间或质量物质中所储存能量的大小。
超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。
折叠特点（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”；（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（4）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；（8）检测方便，剩余电量可直接读出；（9）容量范围通常0.1F--1000F 。
超级电容器简介
已研制的电容炭材料 活性炭（粉、纤维、布） ——应用最多的电极材料
纳米碳管
碳气凝胶 活化玻态炭
纳米孔玻态炭
活性炭
优势： （1）成本较低； （2）比表面积高；
（3）实用性强； （4）生产制备工艺成熟； （5）高比容量，最高达到500F/g，一般200F/g。 性能影响因素： （1）炭化、活化条件，高温处理； （2）孔分布情况； （3）表面官能团 （4）杂质。 研究趋势： 材料复合、降低成本
二、超级电容器的基本分类
超级电容储能机制可分为：
双电层电容--电极表面与电解液间双电层储能。
准电容--电极表面快速的氧化-还原反应储能。
相应的两类电极根据电极材料—-—组成三种电容器 双电层电容器 （碳材料超级电容器）正、负极——多孔炭 准电容器 混合材料电容器 正、负极——金属化合物、石墨、 导电聚合物。 电压、能量密度高
4.
以减轻重量为中心的结构设计
活性玻态炭
纳米孔玻态炭
多孔碳层 厚15~20 um 整体多孔，比能量提高 多孔碳层的电导率高， 快速升温炭化，成本大降 多孔碳层比功率18kW/L 但电容器的比能量很低（0.07Wh/L）
纳米孔玻态炭与碳气凝胶性能比较
项目
比表面积m2/g 电导率S/cm 电极密度g/cm3 最佳比容量F/g 制备条件
双电层电容器的储能机理本质上与静电容器一致,其依靠材料表面电子和溶液中等量 离子在电极材料/电解液界面的分离储存电量。通常电极材料采用高比表面积炭材料, 具有较高的比表面积(高达2000 m2 /g),远大于电解电容器电极的比表面积,
双电层电极、溶液界面结构示意图
Struture diagram of the interface between electrode and electrolyte
超级电容介绍-PPT精选文档
Capacitance
106: 10F(10 x 106uF) 357: 350F (35 x 107uF)
C. Tolerance
MG: -20 to + 20% QG: -10 to +20% I: O:
Module Terminal
H: L: T: C:
Custom 订制
Specifications 产品特性
Item Rated Voltage 额定电压 (V R) Surge Voltage 冲击电压 Operation temperature 最佳工作温度 Storage temperature 储存温度 Capacitance tolerance 电容量偏差 Measure 测试 High Temperature Load Life D C 容量差 高温负荷特性 ESR 内阻 85oC Higher Temperature 高温 Measure 测试 Temperature Characteristic D C 容量差 温度特性 ESR 内阻 Cycle 循环 Cycle Life Characterisitc D C 容量差 循环寿命特性 ESR 内阻 Method 方式 Shelf Life 储存期
专供工厂IQC用的超级电容测试仪
直流内阻测试仪
容量测试仪
交流内阻测试仪
Our Customer 我们的客户
Part Number 料号
VNP 3R0 106 QG - H
Series
VNE: Energy Type VNP: Power Type
Voltage
2.3V, 2.5V 2.7V, 3.0V
超级电容原理
常用计算公式： 1. 电容值 C(F) = I(A) x t (s) /ΔV eg: 0.5A x 3600s / (8-1) = 250F Eg: 1mA x 36000s / (5.5-3.3) = 16F 2.安时 Ah = C(F) x V(Cv) / 3600 eg: 10Fx2.5/3600=6.9mAH eg: 200Fx2.7/3600 = 0.15AH
超级电容器知识总结-刘永环PPT课件
生产大、中型， C/有机电解液 /C 单体电容器：电压：2.3V、2.7V
电容：3F~5000F 产品特点: 电极工艺采用活性炭涂布法 。 综合性能最好。 中型：比能量：4.1 wh/kg, 比功率10.1kw/kg； 大型：比能量 4.4wh/kg, 比功率5.2kw/kg 主要用途: 汽车音响—改善音质；
19
已研制的电容炭材料
活性炭（粉、纤维、布） ——应用最多的电极材料
纳米碳管 碳气凝胶 活化玻态炭 纳米孔玻态炭
2021
20
活性炭
优势： （1）成本较低； （2）比表面积高； （3）实用性强； （4）生产制备工艺成熟； （5）高比容量，最高达到500F/g，一般200F/g。 性能影响因素： （1）炭化、活化条件，高温处理； （2）孔分布情况； （3）表面官能团 （4）杂质。 研究趋势： 材料复合、降低成本
用途：储能使用 领域：电动汽车和混合电动汽车做动力源
太阳能储能方面
军事领域
2021
33
大 型 超 级 电 容 器 组 用途：储能使用
领域：电动汽车和混合电动汽车做动力源
太阳能储能方面
军事领域
2021
34
超级电容器主要生产公司及其产品
国外主要生产厂家：
德国—— EPCOS AG 韩国—— Ness cap 美国—— Maxwell, Elna , Cooper Industries 俄罗斯—— ESMA, ACOND 日本—— Nippon chemi-Con, NEC-Tokin,
2021
29
导电聚合物
❖ 研究情况： 聚苯胺、聚对苯、聚并苯、聚吡咯、聚噻吩、
聚乙炔、聚亚胺酯 ❖ 性能特点：
➢ 可快速充放电、温度范围宽、不污染环境 ； ➢ 稳定性、循环性问题。
超级电容器简介_图文
双电层原理示意图
充电时,外电源使电容器正负极分别带正电和负电,而电解液中的正负离子分别移动到电 极表面附近,形成双电层,整个双电层电容器实际上是两个单双电层电容器的串联装置。
双电层电容器充电状态电位分布曲线 Profile of the potential across electrochemical double
1、多孔电容炭材料
性能要求
1、高比表面 > 1000m2/g
理论比电容 > 250 F/g
ห้องสมุดไป่ตู้
各指
2、高中孔孔容 12~40Å 400l/g，
标间
大于40Å的孔容 50l/g，
相互
3、高电导率
矛盾
4、高的堆积比重
5、高纯度 灰份 < 0.1%
6、高性价比
7、良好的电解液浸润性
已研制的电容炭材料
碳气凝胶——电子导电性好
电容器产品性能：功率 4000 W/kg，能量 1 Wh/kg 优点：中孔发达、电导率高 不足：比表面积低、制备工序复杂 发展趋向：非超临界干燥、活化提高比电容
玻态炭 电导率高，机械性能好； 结构致密，慢升温制作难，价贵。
玻态炭
只能表层活化
活性玻态炭
纳米孔玻态炭
多孔碳层 厚15~20 um 多孔碳层的电导率高， 多孔碳层比功率18kW/L
230
170
制备条件
常规方法、简单方便 超临界干燥周 期长、费用高
碳纳米管
特点 1、导电性好，比功率高 2、比表面小，比容量低 3、成本高
作为添加剂使用
2、准电容储能材料
对金属化合物的性能要求：
1、高比表面 ——多孔，高比能量 2、低电阻率 ——高比功率 3、化学稳定性—— 长寿命 4、高纯度—— 减少自放电 5、价格低—— 便于推广应用
超级电容器(新能源材料与器件导论第二十节课件)
混料和浆 （活性炭、 粘合剂、导 电剂）—拉 浆—烘干— 裁剪成形
11
7.1.8 超级电容器的性能指标
额定 容量 专项规 性能指标 划的总 体任务
充电到额定电 压后保持2-3分 钟，在规定的 恒定电流放电 条件下放电到 端电压为零所 需的时间与电 流的乘积再除 以额定电压值
额定 电压
可使用的 最高安全 端电压 （如2.3V、 2.5V、 2.7V）
额定 电流
漏电 流 一般为 10μA/F
5秒内 放电到 额定电 压一半 的电流
12
7.1.8 超级电容器的性能指标
等效串 联电阻 专项规 性能指标 划的总 体任务
以规定的恒 定电流和频 率（DC和 大容量的 100Hz或小 容量的KHz ）下的等效 串联电阻。
寿命
在25℃环境温 度下的寿命通 常在90 000小 时，在60℃的 环境温度下为 4 000小时， 与铝电解电容 器的温度寿命 关系相似。
超容
锂离子电池
14
对比数据
性 能 铅酸电池 超级电容器 普通电容器
充电时间
放电时间 比能Wh/kg 循环寿命 比功率W/kg 充放电效率
1-5小时
0.3-3小时 30- 40 300 < 300 0.7-0.85
0.3-若干秒
0.3-若干秒 1- 20 >10000 >1000 0.85-0.98
活性炭表面官能团的作用
含氧官能团越多，导电性越差。
羧基浓度越大，漏电电流越大，储存性
能越差。
羧基浓度越高，静态电位越高，越易析
氧，电极越不稳定。
处理炭表面官能团，提高性能
20
高温处理的影响
1
2
超级电容器.ppt
2.工艺不够成熟
六、总结
DDGS:可溶性干酒糟（Distillers Dried Grains with Solubles） EDLC:双电层电容器(Electric double layer capacitor) EDS:能量色散谱（Energy-dispersive spectroscopy） SEM:扫描电子显微镜（Scanning electron microscope） TEM:透射电子显微镜（Transmission electron microscope） EIS:电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy） CV:循环伏安法(Cyclic Voltammetry)
二、超级电容器的分类
1.双电层电容器（Electrical double-layer capacitor）
公式： C 4d
原理：离子迁移
双电层电容器工作原理示意图
二、超级电容器的分类
2.赝电容电容器
在电极表面或者体相中的二维空间上，活性物质进行欠电位沉积，产生高度 可逆的化学吸附/脱附或者氧化还原反应所产生的电容。
原理：法拉第电池
赝电容器原理图
三、超级电容器性能影响因素
1.比表面积（Specific surface area） 2.孔径分布（Pore size distribution） 3.孔隙结构（Porous structure） 4.表面官能团（Surface functional groups）
四、电极材料
1.炭电极材料 活性炭、活性炭纤维、炭气凝胶、模板炭、
纳米炭管、石墨烯、 2 .氧化物电极材料
二氧化锰的晶体结构、二氧化锰的电荷存储 机理、二氧化锰的制备工艺 3 .导电聚合物电极材料
六、总结
DDGS:可溶性干酒糟（Distillers Dried Grains with Solubles） EDLC:双电层电容器(Electric double layer capacitor) EDS:能量色散谱（Energy-dispersive spectroscopy） SEM:扫描电子显微镜（Scanning electron microscope） TEM:透射电子显微镜（Transmission electron microscope） EIS:电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy） CV:循环伏安法(Cyclic Voltammetry)
二、超级电容器的分类
1.双电层电容器（Electrical double-layer capacitor）
公式： C 4d
原理：离子迁移
双电层电容器工作原理示意图
二、超级电容器的分类
2.赝电容电容器
在电极表面或者体相中的二维空间上，活性物质进行欠电位沉积，产生高度 可逆的化学吸附/脱附或者氧化还原反应所产生的电容。
原理：法拉第电池
赝电容器原理图
三、超级电容器性能影响因素
1.比表面积（Specific surface area） 2.孔径分布（Pore size distribution） 3.孔隙结构（Porous structure） 4.表面官能团（Surface functional groups）
四、电极材料
1.炭电极材料 活性炭、活性炭纤维、炭气凝胶、模板炭、
纳米炭管、石墨烯、 2 .氧化物电极材料
二氧化锰的晶体结构、二氧化锰的电荷存储 机理、二氧化锰的制备工艺 3 .导电聚合物电极材料
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bainacap
超级电容与电池
超级电容与电池比较，有如下特性： 1. 2. 超低串联等效电阻，功率密度是锂离子电池的数十倍以上，适 合大电流放电，（一枚3000F电容能释放瞬间电流2170A以上）。 超长寿命，充放电大于1000万次，是Li-Ion电池的1000倍，是 Ni-MH和Ni-Cd电池的2000倍，如果对超级电容每天充放电20 次，连续使用可达136年。 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记 忆效应。 免维护，可密封。 温度范围宽-40℃～+65℃，一般电池是-20℃～60℃。
超级电容原理
常用计算公式： 1. 电容值 C(F) = I(A) x t (s) /ΔV eg: 0.5A x 3600s / (8-1) = 250F Eg: 1mA x 36000s / (5.5-3.3) = 16F 2.安时 Ah = C(F) x V(Cv) / 3600 eg: 10Fx2.5/3600=6.9mAH eg: 200Fx2.7/3600 = 0.15AH
2.3ห้องสมุดไป่ตู้- 3V Supercapacitor 系列超级电容
小型超级电容 - 应用介绍
长春威恩科技有限公司
超级电容类别
Coin Type
Stacking Coin Type
Radial Type
Slim Flat Type
Large Cap Type
Module
什么是超级电容器?
• • • 超级电容器(supercapacitor, ultracapacitor) 又叫双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能. 它是一种电化学元件,但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反 复充放电数十万次。 功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍； 一、优点 • 在很小的体积下达到法拉级的电容量 • 无须特别的充电电路和控制放电电路 • 和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响 • 从环保的角度考虑,它是一种绿色能源 • 超级电容器可焊接,因而不存在象电池接触不牢固等问题 二、缺点 • 如果使用不当会造成电解质泄漏等现象; • 和铝电解电容器相比,它内阻较大, 而不可以用于交流电路.
专供工厂IQC用的超级电容测试仪
直流内阻测试仪
容量测试仪
交流内阻测试仪
Our Customer 我们的客户
Part Number 料号
VNP 3R0 106 QG - H
Series
VNE: Energy Type VNP: Power Type
Voltage
2.3V, 2.5V 2.7V, 3.0V
•对于快速充放电,超级电容器小的ESR意味着更大的功率输出, 瞬时功率脉冲应用,重要存储、记忆系统的短时间功率支持, 应用举例 1、快速充电应用,几秒钟充电,几分钟放电.例如电动工具、电动玩具; 2、在UPS系统中,超级电容器提供瞬时功率输出,作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充; 3、应用于能量充足,功率匮乏的能源,如太阳能; 4、当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持; 5、小电流,长时间持续放电,例如计算机存储器后备电源, LED电筒;
3. 4. 5.
超级电容与电池
Batteries for Energy
Ultracapacitors for Power
Battery Complement • Battery life is reduced by power cycling and peak power drains • Combining ultracapacitors with batteries will reduce both peak power and average power load on batteries • Downsizing the battery considering the energy usage only. • Ultracapacitor low ESR improves efficiency in 6 recapturing energy and overall system performance.
Item Rated Voltage 额定电压 (V R) Surge Voltage 冲击电压 Operation temperature 最佳工作温度 Storage temperature 储存温度 Capacitance tolerance 电容量偏差 Measure 测试 High Temperature Load Life D C 容量差 高温负荷特性 ESR 内阻 85oC Higher Temperature 高温 Measure 测试 Temperature Characteristic D C 容量差 温度特性 ESR 内阻 Cycle 循环 Cycle Life Characterisitc D C 容量差 循环寿命特性 ESR 内阻 Method 方式 Shelf Life 储存期
3.0V 3.2V o -40 C to +65oC -40oC to +80oC
o
Characteristics 2.7V 2.85V
2.5V 2.65V o -40 C to +70oC -40oC to +85oC
2.3V 2.45V
QG: -10 to +30%, MG: -20 to +20% After 1000 hours at V R loaded at 65 C (70oC) 额定电压负荷, 65oC(70oC), 1000小时后, 电容符合以下标准 30% of initial value 初始值 2 times of specificed value 规定值 Max. w orking voltage at 2.1V 最大工作电压为2.1V o 于 at -25 C, +25oC, +65oC 于 at -25oC, +25oC, +70oC 5% of initial value 初始值 2 times of specificed value 规定值 Over 500,000 cycle 30% of initial value 初始值 2 times of specificed value 规定值 Cycle of Charge/discharge from VR to ½ VR 循环充放电 After 1000 hours storage ar +65oC(70oC) w ithout load. Capacitor meets the ciriteria of high temp. load life above 无负荷存储 , 65oC(70oC), 1000小时后 , 电容符合以上高温负荷寿命标准
Capacitance
106: 10F(10 x 106uF) 357: 350F (35 x 107uF)
C. Tolerance
MG: -20 to + 20% QG: -10 to +20% I: O:
Module Terminal
H: L: T: C:
Custom 订制
Specifications 产品特性