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低溫鋰電池

超級電容能存儲多少電量

鉅大LARGE  |  點擊量:7694次  |  2018年08月02日  

摘要
工業上最大(體型)的超級電容器直徑65mm,長mm。體積=3.(圓周率)*32.5*32.5(半徑的平方)*=.立方毫米=立方厘米=ml超級電容器從儲能機理上面分的話,超級電容器分為雙電層電容器和贗電容器。是一種新型儲能裝置,它具有

工業上最大(體型)的超級電容器直徑65mm,長mm。體積=3.(圓周率)*32.5*32.5(半徑的平方)*=.立方毫米=立方厘米=ml超級電容器從儲能機理上面分的話,超級電容器分為雙電層電容器和贗電容器。是一種新型儲能裝置,它具有功率密度高、充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛。超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當外加電壓加到超級電容器的兩個極板上時,與普通電容器一樣,極板的正電極存儲正電荷,負極板存儲負電荷,在超級電容器的兩極板上電荷產生的電場作用下,在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷,以平衡電解液的內電場,這種正電荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上,以正負電荷之間極短間隙排列在相反的位置上,這個電荷分布層叫做雙電層,因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時,電解液界面上電荷不會脫離電解液,超級電容器為正常工作狀態(通常為3以下),如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時,電解液將分解,為非正常狀態。由于隨著超級電容器放電,正、負極板上的電荷被外電路泄放,電解液的界面上的電荷相應減少。由此可以看出:超級電容器的充放電過程始終是物理過程,沒有化學反應。因此性能是穩定的,與利用化學反應的蓄電池是不同的。


超級電容電池又叫黃金電容、法拉電容,它通過極化電解質來儲能,屬于雙電層電容的一種。由于其儲能的過程并不發生化學反應,因此這種儲能過程是可逆的,正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。超級電容一般使用活性碳電極材料,具有吸附面積大,靜電儲存多的特點,在新能源汽車中有廣泛使用。


超級電容器電池又叫雙電層電容器(ElectricalDouble-LayerCapacitor)是一種新型儲能裝置,它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛。用作起重裝置的電力平衡電源,可提供超大電流的電力;用作車輛啟動電源,啟動效率和可靠性都比傳統的蓄電池高,可以全部或部分替代傳統的蓄電池;用作車輛的牽引能源可以生產電動汽車、替代傳統的內燃機、改造現有的無軌電車;用在軍事上可保證坦克車、裝甲車等戰車的順利啟動(尤其是在寒冷的冬季)、作為激光武器的脈沖能源。此外還可用于其他機電設備的儲能能源


超級電容器由于石油資源日趨短缺,并且燃燒石油的內燃機尾氣排放對環境的污染越來越嚴重(尤其是在大、中城市),人們都在研究替代內燃機的新型能源裝置。已經進行混合動力、燃料電池、化學電池產品及應用的研究與開發,取得了一定的成效。但是由于它們固有的使用壽命短、溫度特性差、化學電池污染環境、系統復雜、造價高昂等致命弱點,一直沒有很好的解決辦法。而超級電容器以其優異的特性揚長避短,可以部分或全部替代傳統的化學電池用于車輛的牽引電源和啟動能源,并且具有比傳統的化學電池更加廣泛的用途。正因為如此,世界各國(特別是西方發達國家)都不遺余力地對超級電容器進行研究與開發。其中美國、日本和俄羅斯等國家不僅在研發生產上走在前面,而且還建立了專門的國家管理機構(如:美國的USABC、日本的SUN、俄羅斯的REVA等),制定國家發展計劃,由國家投入巨資和人力,積極推進。就超級電容器技術水平而言,目前俄羅斯走在世界前面,其產品已經進行商業化生產和應用,并被第17屆國際電動車年會(EVS—17)評為最先進產品,日本、德國、法國、英國、澳大利亞等國家也在急起直追,目前各國推廣應用超級電容器的領域已相當廣泛。在我國推廣使用超級電容器,能夠減少石油消耗,減輕對石油進口的依賴,有利于國家石油安全;有效地解決城市尾氣污染和鉛酸電池污染問題;有利于解決戰車的低溫啟動問題。目前,國內主要有10余家企業在進行超級電容器的研發


超級電容器是建立在德國物理學家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎上的一種全新的電容器。眾所周知,插入電解質溶液中的金屬電極表面與液面兩側會出現符號相反的過剩電荷,從而使相間產生電位差。那么,如果在電解液中同時插入兩個電極,并在其間施加一個小于電解質溶液分解電壓的電壓,這時電解液中的正、負離子在電場的作用下會迅速向兩極運動,并分別在兩上電極的表面形成緊密的電荷層,即雙電層,它所形成的雙電層和傳統電容器中的電介質在電場作用下產生的極化電荷相似,從而產生電容效應,緊密的雙電層近似于平板電容器,但是,由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離更小得多,因而具有比普通電容器更大的容量。


雙電層電容器與鋁電解電容器相比內阻較大,因此,可在無負載電阻情況下直接充電,如果出現過電壓充電的情況,雙電層電容器將會開路而不致損壞器件,這一特點與鋁電解電容器的過電壓擊穿不同。同時,雙電層電容器與可充電電池相比,可進行不限流充電,且充電次數可達10E6次以上,因此雙電層電容不但具有電容的特性,同時也具有電池特性,是一種介于電池和電容之間的新型特殊元器件。


(1)充電速度快,只要充電幾十秒到幾分鐘就可達到其額定容量的95%以上;而現在使用面積最大的鉛酸電池充電通常需要幾個小時。


(2)循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達50萬次,如果對超級電容每天充放電20次,連續使用可達68年。如果相應地和鉛酸電池比較,它的使用壽命可達68年,且沒有“記憶效應”。


(3)大電流放電能力超強,能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;


(4)功率密度高,可達300W/kg~5000W/kg,相當于普通電池的數十倍;比能量大大提高,鉛酸電池一般只能達到200W/kg,而超級電容電池目前研發已可達10KW/kg,


(5)產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環保電源;


(6)充放電線路簡單,無需充電電池那樣的充電電路,安全系數高,長期使用免維護;


(7)超低溫特性好,使用環境溫度范圍寬達-40℃~+70℃;


(8)檢測方便,剩余電量可直接讀出;


(9)單體容量范圍通常0.1F--3400F。


1、超級電容器具有固定的極性。在使用前,應確認極性。


2、超級電容器應在標稱電壓下使用:


當電容器電壓超過標稱電壓時,將會導致電解液分解,同時電容器會發熱,容量下降,而且內阻增加,壽命縮短,在某些情況下,可導致電容器性能崩潰。


3、超級電容器不可應用于高頻率充放電的電路中,高頻率的快速充放電會導致電容器內部發熱,容量衰減,內阻增加,在某些情況下會導致電容器性能崩潰。


4、安裝超級電容器后,不可強行傾斜或扭動電容器,這樣會導致電容器引線松動,導致性能劣化。


5、在焊接過程中避免使電容器過熱:


若在焊接中使電容器出現過熱現象,會降低電容器的使用壽命,例如:如果使用厚度為1.6mm的印刷線路板,焊接過程應為260℃,時間不超過5s。


6、將電容器串聯使用時:


當超級電容器進行串聯使用時,存在單體間的電壓均衡問題,單純的串聯會導致某個或幾個單體電容器過壓,從而損壞這些電容器,整體性能受到影響。


另外,超級電容器在變配電站直流系統中、稅控機、稅控收款機上、搖晃式手電筒上(免換電池,只要搖晃30秒鐘,即可發光5分鐘;照射距離1公尺)、智能表類(如智能水表和煤氣表)上、計算機UPS電源方面亦多有應用。

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