2021年超级电容器精品资料PPT.doc

超级电容器

超级电容器目录

超级电容器

2特点3分类

2

特点

3

分类

1

概念

结构

7应用5

7

应用

56

制作工艺性能指标

生产厂家

超级电容器的概念

什么是超级电容器?

超级电容器(supercapacitor)是指相对传统电容器而言具有更高容量的一种电容器。通过极化电解质来储存能量。

超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能特性。

多法法的之Electrolyte

多法法的之

Electrolyte

Separator

+Electrode-Electrode

广东顺德创新设计

广东顺德创新设计研究院

GUANGDONGSHUNCE

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超级电容器的特点

充放电寿命长

超级电容器的八大特点

电容量大等效串联电阻

相对常规电容大

可任意并联a

增加电容量3.V免维护，环保

工作温度范围宽大电流放电

快速充电

6

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超级电容器的分类

超级电容器

法拉第赝电容器电化学作用(法拉第反应)储能

法拉第赝电容器

电化学作用(法拉第反应)储能

静电作用(helmholtz双电层)储能

活性炭碳气凝胶碳纳米管

对称型电极复合电极材料

导电聚合物石墨烯金属氧化物

导电聚合物

混合型超级电容器

静电和电化学作用共同储能

可充电电池型非对称型电极

可充电电池型

赝电容+双电层电极

8

3-1双电层电容原理双电层电容器

3-1

双电层电容原理

其储能过程是物理过程，没有化学反应且过程完全可逆，这与蓄电池电化学储能不同

由于正负离子在固体电极和电解液之间的表面上分别吸附，造成两固体电极之间的电势差，从而实现能量的存储。

充电时，在固体电极上电荷引力的作用下，电解液中的阴阳离子分别聚集在两个固体电极的表面。

放电时，阴阳离子离开固体电极的表面，返回电解液本体。

--+

--

++

十

十

+-+-

+

(a)充电(b)放

(a)充电

r·一优点缺点

r·一

优点

缺点

双电层电容的优缺点

(1)寿命长，能维持数百万个充电循环的寿命；

(2)每个周期的平均成本低；

(3)良好的可逆性；

(4)充电和放电率非常高；

(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)一个标准的超级电容器每单位重量储存的能量一般较低；

(2)高自放电率，大大高于电化学电池；

(3)非常低的内部电阻允许极快速放电时，容易导致隔膜破裂从而发生短路。

10

3-2法拉第赝电容器

法拉第赝电容

法拉第赝电容器也叫法拉第准电容，是在电极表面活体相中的二维或三维空间上，电极活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。这种电极系统的电压随电荷转移的量呈线性变化，表现出电容特征，故称为“准电容”,是作为双电层型电容器的一种补充形式。

11

3-2法拉第赝电容

充电时，电解液中的离子在外加电场的作用下向溶液中扩散到电极/溶液

界面，而后通过界面的电化学反应进入到电极表面活性氧化物的体相中；若电极材料是具有较大比表面积的氧化物，

就会有相当多的这样的电化学反应发生，大量的电荷就被存储在电极中。

放电时这些进入氧化物中的离子又会重新回到电解液中，同时所存储的电荷通过外电路释放出来。

机理

十AAc

十

A-c+

A

C+

(a)充电(b)放电12

3-2法拉第赝电容器

法拉第赝电容的优缺点

法拉第赝电容器优点：

在电极面积相同的情况下，法拉第赝电容器的比电容是双电层电容器的10-100倍，同时具有较大的比容量和能量密度。

法拉第赝电容器缺点：

由于电极反应牵涉到了化学反应过程，往往会有不可逆的成分在，所以可逆性和循环性能相对较差。