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超级电容器/法拉电容介绍五

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fwy10|  楼主 | 2007-10-6 14:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
超级电容器类型简介
超级电容器的类型比较多,按不同方式可以分为多种产品,以下作简单介绍。
按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器:
    双电层型超级电容器,包括    
    1.活性碳电极材料,采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。
    2.碳纤维电极材料,采用活性炭纤维成形材料,如布、毡等经过增强,喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。
    3.碳气凝胶电极材料,采用前驱材料制备凝胶,经过炭化活化得到电极材料。
4.碳纳米管电极材料,碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性,采用高比表面积的碳纳米管材料,可以制得非常优良的超级电容器电极。
以上电极材料可以制成:
1.平板型超级电容器,在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极,另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器,可以达到300V以上的工作电压。
2.绕卷型溶剂电容器,采用电极材料涂覆在集流体上,经过绕制得到,这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。
赝电容型超级电容器:
包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料,金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料,活性炭作为负极材料制备的超级电容器,导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极,以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度,目前除NiOx型外,其它类型多处于研究阶段,还没有实现产业化生产。
按电解质类型可以分为水性电解质和有机电解质类型:
    水性电解质,包括以下几类
    1.酸性电解质,多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。
    2.碱性电解质,通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质,水作为溶剂。
    3.中性电解质,通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质,水作为溶剂,多用于氧化锰电极材料的电解液。
有机电解质
通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质,有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂,电解质在溶剂中接近饱和溶解度。
    另外还可以分为:
     1.液体电解质超级电容器,多数超级电容器电解质均为液态。
     2.固体电解质超级电容器,随着锂离子电池固态电解液的发展,应用于超级电容器的电解质也对凝胶电解质和PEO等固体电解质进行研究。

超级电容器应用简介
超级电容器的应用范围极为广泛,小到存储器的备用电源、电动玩具的电源,大到航天导弹发射的大功率启动系统、电动汽车的能量功率系统等一切与能量功率相关的仪器设备系统均有超级电容器的身影。
超级电容器在军用、民用领域均有广泛的应用前景。小电流放电的双电层电容器可用作微机等的备用电源或小型装置如玩具、打印机、报警器、信号灯等的一次电源;安培级大电流放电双电层电容器可单独或与蓄电池一起构成电源系统,既可作为起动电源也可作为小型负载的驱动电源,如用于坦克、飞机、火箭、导弹等作为起动电源;人造卫星、宇宙飞船空间站、潜艇水下推进,尤其是在电动车辆方面的应用越来越多;利用其良好充放电性能可作为快速充电简易电源;利用其输入小电流输出大电流可作为充放电周期循环的电源;因其容量大,还可用于微分和积分电路、简易计时电路、超低频信号处理电路等。随着电极材料的改进和电解质的合理选用,双电层电容器的功率密度和能量密度逐步向理论值靠近,其应用前景更为广阔。
超级电容器最近的研究目标之一是单独用双电层电容器或将其与蓄电池联用,作为电动汽车和混合动力汽车的动力电源。上千法拉级的双电层电容器用作电动汽车的短时驱动电源,可以在汽车启动和爬坡时快速提供大电流从而获得大功率以提供强大的动力;在正常行驶时由蓄电池快速充电;在刹车时快速存储发电机产生的瞬时大电流,回收能量。这可以减少电动汽车对蓄电池大电流放电的限制,极大的延长蓄电池的循环使用寿命,提高电动汽车的实用性。目前日本富士重工推出的电动汽车已经使用日立机电制作的锂离子蓄电池和松下电器制作的储能电容器的联用装置;日本本田公司更是将双电层电容器与汽油机相结合,研制出一种综合电动机助力器系统,使内燃机主要工作在最佳工况点附近,大大降低内燃机的排放,并可回收制动能量,通过装在小客车上极大的降低汽油机燃油消耗量成为低排放的节能汽车;日本丰田公司研制的混合电动汽车,其排放与传统汽油机车相比CO2下降50%,HC、CO和NOx排放降低90%,燃油节省一半。
目前,电动助力车市场正在大力扩展,其电源与电动汽车相似,蓄电池由于其充放电电流要求苛刻,能量难以进行瞬时回收,同时其功率性能不佳也直接影响其应用,而超级电容器非常容易满足这些要求,采用超级电容器在其起动、加速与爬坡时对系统进行能源补充,并在刹车时完全回收能量,提高系统性能。在风力发电或太阳能发电系统中,由于风力与太阳能的不稳定性,会引起蓄电池反复频繁充电,结果大大缩短电池寿命,利用双电层电容器吸收或补充电能的波动,可以轻易解决这一问题。此外,在有瞬间强负载系统中,利用双电层电容器可以起到稳定系统电压,减少系统电源容量配制的作用。
超级电容器在有些场合可以替代电池工作,同时,可以避免由于瞬间负载变化而产生的误操作。在便携式仪器仪表中驱动微电机、继电器、电磁阀等,在一些带有机械动作功能的电话中,由于电话网的电流较小,不可能实现动作功能,因此要有一个电源对这一动作进行支持,电池也是一种选择,由于存在更换及维修的问题,超级电容器显示出优越性。
超级电容器还可用于对照相机闪光灯进行供电,可以使闪光灯达到连续使用的性能,从而提高照相机连续拍摄的能力;另外,德国Epcos公司还用该器件对相机快门进行控制。机动无线通讯设备往往采用脉冲的方式保持联络,由于双电层电容器的瞬时充放电能力强,可以提供的功率大,在这一领域的应用也非常广阔。
大容量超级电容器的另一个重要应用在电力系统上,运用超级电容器进行重要系统的瞬态稳压稳流,特别是在大功率系统上,几乎是不可替代的器件。在这方面,据华北电力大学电能质量所的调查,在众多大型石化、电子、纺织等企业,各企业每年因电力波动的损失可能高达上千万;另外,芯片企业在选址时考虑电力的波动也是一个非常重要的环节,而超级电容器系统则可以完全解决这个问题。
另外,随着电子与能源工业的发展,超级电容器在短时UPS系统、太阳能电源系统、汽车防盗系统等免维护系统上具有不可替代的作用,在一些电磁操作机构电源、汽车音响系统等领域均具有非常广泛的应用。

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沙发
123654789| | 2007-10-6 18:10 | 只看该作者

借问 法拉级 电容

1F  400V的电容  体积 有多大  啊 ??

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