超级电容介绍

超级电容器(Supercapacitor)是由两个浸在电解液的电极和阻止电荷在两极移动的隔膜组成。

工作原理:超容储存能量是基于相对的两个双电层电极表面的静电荷,电荷形成于电极和电解液之间。当充电时,在电场作用下电解液中随机分布的离子向相对极性的电极表面移动。这是一个纯粹的物理现象而不是通过一个化学反应,并且也是高可逆的过程,从而获得高功率,高循环寿命,长的搁置寿命以及免维护的特性。

锂离子超级电容器

目前市面上主流的栓垫层超级电容器(EDLC)由于能量密度较低,在一定程度上限制了其应用场合,因此不断追求更高的比能量已经成为推动超级电容器技术发展永恒的动力。开发有机混合型超级电容器新体系技术是提高必能量最有效的途径之一,锂离子电容器(LIC)就是其中的典型代表。


锂离子电容器作为超级电容器领域中的一种新体系,以采用新型先进材料技术为基础,通过电化学计算,按照设计使用混合电极材料,在一个电解池中实现了锂离子电池和超级电容器的原理和技术的结合,使其在保持超级电容器高比功率、长寿命和快速充电特性的同时,大幅提高了比能量,有效填补了双电层超级电容器和锂离子电池之间的性能空白,表现出了良好的应用前景。

与可充电电池相比,超级电容器作为能量储存器件具有不同的充放电特性。在充放电时,电池具有电压平台,而超级电容器只是显示电压的线性关系。电压的线性关系可以通过DC/DC转换而变成恒电压平台。通过测量的电压很容易计算超级电容器的存储能量。

   超级电容器的法拉单位与电池的安时单位经常让使用者困惑。可以用公式计算出超容中的总能量。能量=1/2×电容容量×电压,即将法拉第转化成瓦时。

超级电容性能

不同储能器件的性能对比


EDLC

LIC

LIB

正极材料

活性炭

活性炭

LiMO

负极材料

活性炭

石墨/硬炭

石墨

电解液

有机溶剂

有机溶剂

有机溶剂

储能原理

离子吸附脱附

正极:同于EDLC

负极:Li离子反应

Li离子反应

温度范围

-40~70℃

-25~55℃

-25~45℃

最大工作电压

2.3~2.7V

3.8~4.2V

3.7~4.2V

最大放电倍率

~1,000C

~500C

~50C

充放电次数

◎(50万周以上)

◎(3万周以上)

△(1000~2000周)

自放电

×

安全性

能量密度

△(5~7Wh/kg)

○(10~40Wh/kg)

◎(~150Wh/kg)

使用性能

超容储存能量是基于相对的两个双电层电极表面的静电荷,电荷形成于电极和电解液之间。当充电时,在电场作用下电解液中随机分布的离子向相对极性的电极表面移动。因此超容具有跟传统电池一样的充当电源的功能,可以确保机器的正常运作。


经济性能

相对于传统蓄电池、锂电池几百次的充放电寿命,超级电容器电池上万次的充放电寿命具有极高的性价比,并且超级电容器的快速充电以及高的能量比,让运用相同体积的电池工作的设备工作的时间更长,极大的提高了生产效率降低了生产成本,为企业的产生直接可见的效益。


安全性能

依据EN 60695-11-5进行可燃性测试;施加以获得恒流最小10mA/F的直流过电压进行泻压测试;对电容单体以恒定电流1,充电至额定电压后进行穿刺及挤压测试;用重物撞击进行撞击及冲击测试。测试结果均达到要求。


环保性能

超级电容器的应用及推广改变了电动车在交通运输中的位置,也改进风能、太阳能等间歇性能源利用的可能性,在满足人们对能源需求的同时,减少对化石能源的依赖。其对于人类绿色环保的贡献不可忽略。




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