超级电容简介与市场(supercapacitor)

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1、IPR超級電容分析報告黃資涵30thDec,20111Outline超級電容介紹超級電容定義超級電容構造/原理超級電容分類超級電容特性超級電容與電池比較製造流程超級電容的應用適用領域各類應用運輸工具風力發電電子錶2全球需求市場超級電容主要製造商結論Source:http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1509072212445超級電容定義超級電容器（superCapacitor,ultracapacitor）是又叫雙電層電容器（ElectricalDoule-LayerCapacitor,EDLC）、電化

2、學電容器（ElectrochemcialCapacitor,EC），黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程並不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的。超級電容器是介於蓄電池和傳統靜電電容器之間的一種新型儲能裝置，它主要是利用電極/電解質介面電荷分離所形成的雙電層，或借助電極表面快速的氧化還原反應所產生的法拉第“準電容”來實現電荷和能量的儲存的。3資料來源：維廣電子市場http://www.dzsc.com/data/html/2011-9-1/96684.html資料來源：上海奧威科技超級電容器分類-運作機構電雙層電容器(Elect

3、ricalDouble-LayerCapacitor;EDLC)是利用電極與電解質溶液之間庫侖靜電力造成電荷分離的現象，進而形成電雙層來達到儲存電能的目的準電容器(Pseudocapacitor)是利用電極與電解液間快速可逆的法拉第電荷轉移來儲存電量，也就是利用電極表面上被覆的電化學活性物種來進行氧化還原(Redox)或電吸附/脫附的可逆反應。由於牽涉到電荷轉移，因此電荷的儲存遠大於傳統的介電電容器及電雙層電容器。RuOa-δ(OH)b+δ↔RuOa(OH)b+δH++δe−相同尺寸/重量下較EDLC有2倍電容量，但更低成本4資料來源：方偉權,工業材料雜誌,257期,

4、2008資料&圖來源：NESSCAP結構與原理-EDLC5圖來源：NESSCAP在電解液中同時插入兩個電極，並在其間施加一個小於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，並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，緊密的雙電層近似於平板電容器，但是，由於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。資料來源：維廣電子市場http://www.dzsc.com/data/html/2011-9-1/9

5、6684.html結構與原理-Pseudocapacitor6資料來源：NESSCAP/百度百科其儲存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲，而且包括電解液離子與電極活性物質發生的氧化還原反應。當電解液中的離子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場的作用下由溶液中擴散到電極/溶液介面時，會通過介面上的氧化還原反應而進入到電極表面活性氧化物的體相中，從而使得大量的電荷被存儲在電極中。放電時，這些進入氧化物中的離子又會通過以上氧化還原反應的逆反應重新返回到電解液中，同時所存儲的電荷通過外電路而釋放出來。超級電容器分類-電極材料碳系材料原料便宜，且來源容易取得，因此各種不同形

6、式之碳材已被廣泛地應用作為電極材料。最常被使用的是活性碳(ActiveCarbon)，因其具有相當高的比表面積（在1000m2/g以上）。若一般電雙層電容量約為10~40μF/cm2，在與活性碳搭配之下，可達到100F/g以上的比容量(SpecificCapacitance)。金屬氧化物金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等，其中又以RuO2最受注目。由溶膠−凝膠法所製備的非晶質RuO2·xH2O可達到720F/g之比電容量。但原料價格十分昂貴，致其遲遲無法廣為商品化導電高分子常見有polyaniline(PAN)、polythiophene(PT)等。初步已顯

7、示此類電極材料具有可觀的比電容量，但目前仍處於研究發展階段。7資料來源：方偉權,工業材料雜誌,257期,2008資料來源：中國社會經濟調查研究中心超級電容器分類-外型平板型超級電容器在扣式體系中多採用平板狀和圓片狀的電極，另外也有Econd公司產品為典型代表的多層疊片串聯組合而成的高壓超級電容器，可以達到300V以上的工作電壓。繞卷型溶劑電容器採用電極材料塗覆在集流體上，經過繞制得到，這類電容器通常具有更大的電容量和更高的功率密度。8資料來源:中國社會經濟調查研究中心圖來源：Digitime圖來源：Maxwell圖來源：Maxwell超級電容器分類-