超级电容器的现状及发展趋势综述[终稿]

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1、文献综述超级电容器的现状及发展趋势目录Im刖M2超级电容器发展现状3超级电容的特点4超级电容器电压均衡技术解决方案5超级电容器的发展趋势与展望6小结雄的鑫脚緞触幽删删ia翩睞側urn她觀地逾斑僦硕«溝傩稲儷w稳超级电容器也叫做双电层电容器是一种具有高能量密度的新型储能元器件，它可捉供大功率并具有超长寿命，是一种兼备电容和电池特性的新型元件，在混合动力电动车、脉冲电源系统和应急电源等领域具有广泛的应用前景。而对于大功率系统来说，由于超级电容单体的电压值和能量都比较低，不能满足应用系统功率、放电吋间及电压要求。为满足实际应用工况的电

2、压需求，需将多个单体串并联以提高储能模块的工作电压，单体屯容器参数的分散性是制约超级电容器模块寿命和可靠性的主要因素。然而市面上同一型号规格的超级电容器在电压、内阻、容量等参数上存在着不一致，并何在超级电容器使用过程屮，工作环境不同以及电压不均匀的积累又加剧了超级电容器的参数不一致性。这种离散性极易造成超级电容的过充或过放，从而影响系统的使用寿命和可靠性。因此，研究和实现超级电容器的电压均衡对于提高超级电容器的整体性能是十分必要和关键的技术。基于此木文将主要对超级电容器的发展现状、优缺点、电压均衡方法及未來的发展趋势进行阐述。2

3、•发展现状超级电容器利用双电层原理直接存储电能，其容量可达数万法拉，是介于蓄电池和传统电容器之间的一种新型储能装置。超级电容器储存的能量E=0.5xCxV与容量C和工作电压V的平方成正比，具有较大的比电容、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保的特点。同时，与化学电源相比较，超级电容具冇跟高的比功率，能够在短时间内释放化学电源所难达到的大电流，这一性质很好带地满足了某些电设备对II舜时大电流的需求，具有很大的发展潜能。目前，日本、美国、瑞士、俄罗斯等国家都在加紧超级电容器的开发，并研究超级电容器在电动车驱动和制

4、动系统屮的应用，而我国超级电容的研发较晚。国内，电子部所率先研制出用于电子电路的容量为法拉级的产品,近年来，清华大学、上海交通大学、北京科技大学、哈尔滨工程大学、中科院电工研究所、解放军防化研究院、成都屯子科技人学等，都开展了超级屯容的基础研究和器件研制。其中，成都电子科技人学研制的基于碳纳米管一聚苯胺纳米复合物超级电容，能量密度达到了6.97Wh/kg,并具有良好的功率特性。在产业化方而，大庆华隆电子有限公司是首家实现超级电容器产业化的公司，其产品包括3.5V、5.5V、11V等系列。北京金正平、石家庄高达、北京集星、江苏双登

5、、锦州锦容和上海奥威等公司都开展了超级电容器的批量生产，并已在内燃机的电子启动系统、高压开关设备、电了脉冲设备、电动汽车等领域得到了应用。我国在超级电容器基础技术上的研究，以及产业化的形成，为开展超级电容器储能系统的研究和应用，奠定了良好的技术基础和物质条件。口前通过自主研发，我国成功研发出了3000F超级电容器，经国家权威机构检测，静电容量3224.1F,内阻0.256mQ,性能达到国际先进水平。国外，2011年美国NesscapEnergy公司与世界级的铁路车辆制造商CAF达成协议将为西班牙主耍城市的有轨屯车提供超级电容，成

6、为世界上最人的有轨机车用超级屯容供应商。基于超级电容的储能系统可以使轻轨车辆在脱离输电线路电力供应时保持运行。当机车停止时,超级电容储能系统将在25秒内实现满负荷充电。通过储存刹车或机车加速时所产生的能量，超级电容可以帮助降低30%以上的轻轨或系统的能源消耗。此外，美国加州大学洛杉矶分校的研究小组实现了一个突破，用简单通用设备制造出超强功能的石墨烯电容器。这种电容器质量轻、储电量大、充电时间短，反复充电一万次不影响性能，并且即使在高压强下也能稳定放电，性能远远超过目前任何电化学电容器。而loxus公司则发布了一种重大的电池改良结

7、构，根据个别设备的需求，通过定义一•种全新的分布式能源结构解决了“电池问题”。Loxus的测试显示其产品充放电次数可超过2万次并且其混合型屯容器的能源效率口J达95%。而最好的锂离子电池则仅冇70%。目前，美国Maxwel1公司的大功率超级电容器BCAP3000E270的电压为2.7V,电容达到3000F、比功率13800W/kg、比能量5.72Wh/kg2012年日本贵弥功于东京举行的“第三届国际充电电池展”上展出了双电层电容器“DXE”系列。“DXE”系列产品为直径40mm的圆柱形，静电容量有400、800.1200F三种，

8、长度分别为65、105、150mm,内部电阻最低只有0.8mQo该公司还开发出了可采用铝电解电容制造技术的I员I筒薄膜电容器，最大可支持1500V的电压，除了车载用途外还可用于光伏发电的功率调节器以及各种逆变器。同年松下电了开发出了可用于30、40KW的马达、容