新能源材料-超级电容器-5

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1、2017/11/26根据使用电极材料的不同可分为两大类：（1）以炭材料为电极，以电极双电层电容的机制储存电荷，本质是静电型能量储存方式，通常被称作双电层电容器(EDLC)。电容量与电极电位和比表面积的大小有关，因而常使用高比表面积的活性碳作为电极材料，从而增加电容量。例第三章超级电容器材料如，活性碳的表面积可达1000m2/g，电容量可达100F/g，且碳材料还具有成本低，技术成熟等优点，该类超级电容在汽车上应用也最为广泛。（2）以二氧化钌或者导体聚合物等材料为正极，活性炭作为负极材料，以氧化还原反应的机制存储电荷，通常被称作电化学电容器。与双电层电容器的静

2、电容量相比，相同表面积下超电容器的容量要大10～100倍，因此可以制成体积非常小、容量大的电容器。但由于贵金属的价格高，主要用于军事领域。6.电解液电解液的分解电压决定了最大工作电位窗口根据储能原理分类：双电层型超级电容和赝电容型超级电容器。1)双电层型超级电容器包括：活性炭（粉、纤维）电极材料、炭气凝胶电极材料、碳纳米管电极材料、石墨烯电极材料超级电容器。电极材料决定容量C电解液决定Vmax,由于与电压的平方关系，因此电解以上电极材料可以制成：液分解电压关系到能量密度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高的能量密度可以通过提高电极材

3、料容量C，或者电的电极，另外也有多层叠片串联组合而成的高压超级电容器，解液电化学稳定窗口来获得。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。6.电解液6.电解液电容器电解质：Κ/(mS·类型举例Vs/V水溶液：酸性体系——硫酸cm-1)碱性体系——氢氧化钾酸性35%H2SO4/H2O8481水溶有机电解液：Et4NBF4/PC（小型电容器，高温性能好）碱性30%KOH/H2O6251性Et4NBF4/AN（大型，大功率、低温）中性2.8MLiClO4/H2O

4、1521LiAlCl/SOCl液体42有机1MEt4NBF4/PC13.14季磷盐(R4P+)电导率高、电化学稳定性好，可以提高电非水无机2MLiAlCl4/SOCl220.53容器的分解电压(达5.4～5.5V)。溶性熔融盐EMIBF413.8固体电解质：LiCF3SO22N/PEO、RbAg4I5有机Li(CF3SO2)2N/PEO0.13固体无机RbAg4I52600.512017/11/266.电解液7.超级电容器的组装超级电容器的制造：高性能电解质溶液性能要求1）分解电压要高；2）电导率要高；3）电解液的浓度大；4）电解液的浸润性好；5）电解液

5、纯度高；6）不与电极反应；7）使用温度范围要宽。超级电容器结构和电池结构一样，主要由极化电极、电解质、隔膜、端板、引线和封装材料等几部分组成。超级电容器的性能主要由制造技术、电解液的组成、隔膜质量和组装工艺等决定。7.超级电容器的组装7.超级电容器的组装超级电容器制造工序：1）极化电极制作工艺流程超级电容器制造过程对性能产生的影响：混料和浆（活性炭、粘合剂、导电剂）—拉浆—烘干—裁剪激光焊接如出现虚焊、弱焊直接对等效串联电阻（ESR）成形和容量产生不良影响。2）超级电容器制作工艺电解液水分偏高会对ESR和容量产生影响，还会导致自放组合（正、负极、隔膜）—点

6、焊极柱—装壳—注电解液—测电。试分容—组件组合—包装入库极片储存时间过长，极片吸水，造成不可逆影响（极片烘干后自放电依然不良）。集电体自放电会使容量降低，ESR增大。电极隔膜电解液7.超级电容器的组装8.超级电容器的应用及其发展趋势超级电容器测试超级电容器主要生产公司及其产品目前国内尚无用于超级电容器的测试标准，现行测试主要参考Maxwell测试标准。国外主要生产厂家：德国——EPCOSAG不同测试标准对电容器测试参数影响较大，故国内生产电韩国——Nesscap容器法拉数及ESR与国外同类产品有所差别。美国——Maxwell,Elna,CooperI

7、ndustries俄罗斯——ESMA,ACOND日本——Nipponchemi-Con,NEC-Tokin,MatsushitaElecronicComponents,Ltd澳大利亚——Cap-XX22017/11/268.超级电容器的应用及其发展趋势8.超级电容器的应用及其发展趋势超级电容器的应用国内主要生产厂家：—单独使用、复式电源大型超级电容器金正平公司（石）——C/C叠层炭粉，KOH巨容公司（哈）——C/Ni(OH)2，KOH小型超级电容器各种交通工具奥威公司（沪）——C/Ni(OH)2，KOH各种微处理机电网UPS集星公司（京）——C/C卷饶炭布，

8、有机医院手术室玩具车锦州公司（锦州）—