成果详情
超级电容器

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研发背景
作为一种快速崛起且日渐普及的应用技术,超级电容器能够以超快的速度和极高的效率完成充放电。凭借其众多优势,目前超级电容器已被数千种不同的应用广泛利用,同时还被大量未来应用纳入考虑。超级电容器能够提供主电源无法提供的快速脉冲功率,例如内燃机、燃料电池或普通电池。

应用范围
用     途:

回收新能源客车的制动能量,并将其释放用于客车加速。

用于风机变桨系统,并能帮助电网提升可靠性和稳定性。

在寒冷天气下或当电池因反复启动或为车载设备供电而电量耗尽时,能够可靠启动卡车。

收集能量,为辅助起重操作提供瞬间大功率。

在启停系统中提供启动电源和稳定电压,为关键汽车应用提供后备电源和峰值功率,并可在制动能量回收系统中用作储能装置。

为突然断电到柴油发电机或燃料电池等后备电源系统启动之间的时间段提供电力。

从制动能量回收系统采集能量并释放用于辅助列车加速,以及在没有架空线系统的路段为列车提供电力

为稳定可再生能源装置的输出,同时提升电网稳定性提供储能装置。

在断电的情况下打开飞机舱门。

技术路线及原理
        超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时,与普通电容器一样,极板的正电极存储正电荷,负极板存储负电荷,在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下,在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷,以平衡电解液的内电场,这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上,这个电荷分布层叫做双电层,因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时,电解液界面上电荷不会脱离电解液,超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下),如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时,电解液将分解,为非正常状态。由于随着超级电容器放电 ,正、负极板上的电荷被外电路泄放,电解液的界面上的电荷相应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程,没有化学反应。因此性能是稳定的,与利用化学反应的蓄电池是不同的。

超级电容器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电容量的。与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程,性能十分稳定,故而安全系数高、低温性能好、寿命长且免维护。

技术特色
超级电容器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电容量的。与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程,性能十分稳定,故而安全系数高、低温性能好、寿命长且免维护。 工作电压/Operating Voltage Window,V ?2.8~4.05 容量/Capacitance, F ?14000 内阻/ESR,m 0.8 ?有效储能/Storage Emergy, Wh ?>18 ?最大充电电流/Maximum Charge Current(小于20s),A 140 ?最大放电电流/Maximum Discharge Current(小于20s),A ?140 标准充放电电流/Charge and Discharge Current, A 35 循环寿命/Cycle Life,Cycle ≥30000 重量/Weight, g 340 ?外形尺寸/Dimensions(L x W x H),mm ?304 x 114 x 8 ?工作温度范围/Operating temperature, °c -25 ~ +55 储存温度范围/Storage temperature, °c -30 ~ +60

经济效益分析
与电池的比较:

超级电容器不同于电池,在某些应用领域,它可能优于电池。有时将两者结合起来,将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来,不失为一种更好的途径。

超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围,如果过放可能造成永久性破坏。

超级电容器的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数,而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。

超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中,超级电容器是一种更好的途径。

超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响,相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。

超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。

超级电容器可以反复循环数十万次,而电池寿命仅几百个循环。