超级电容器的原理及应用

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1、第27卷第4期电子元件与材料Vol.27No.42008年4月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSApr.2008综述超级电容器的原理及应用陈英放，李媛媛，邓梅根（江西财经大学电子学院，江西南昌330013）摘要:作为一种介于传统电容器及电池之间的新型储能元件，超级电容器具有超大容量、高功率密度、长循环寿命、充放电效率高等特点，引起了世界广泛关注。综述了超级电容器的原理、分类及特点，介绍了超级电容器的主要应用领域和发展趋势。关键词:电子技术；超级电容器；综述；原理；应用中图分类号:TM53文献标识码:A文章编号:100

2、1-2028（2008）04-0006-04PrinciplesandapplicationsofsupercapacitorsCHENYing-fang,LIYuan-yuan,DENGMei-gen(SchoolofElectronics,JiangxiUniversityofFinance&Economics，Nanchang330013,China)Abstract:Asanewkindenergystoragedevice,supercapacitorshavecharacteristicsofhighpowerdensity,extr

3、emelylargecapacitance,longcyclelifeandhighcharge-dischargeefficiency.Forthisreason,worldwideattentionwasattracted.Thefundamentalprinciples,classificationandcharacteristicsofsupercapacitorswerereviewed,andtheirmainapplicationareasanddevelopmenttrendwereintroduced.Keywords:elec

4、trontechnology;supercapacitors;review;principles;applications[6]超级电容器（Supercapacitor）是20世纪七八十年“准电容”体系。日本NEC代发展起来的一种介于电池和传统电容器之间的新型公司也从1979年开始一直储能器件，具有法拉级的超大电容量，比同体积的电生产Supercapacitor，并将该解电容器容量大2000～6000倍，功率密度比电池高技术应用于电动汽车的10～100倍，可以大电流充放电，充放电效率高，充放电池启动系统，开始了超5电循环次数可达10次以上，并且免

5、维护。超级电容器级电容器的大规模商业的出现填补了传统的静电电容器和化学电源之间的空图1超级电容器的多种外观形式应用。白，并以其优越的性能及广阔的应用前景受到了各个Fig.1Appearancesofsupercapacitors在20世纪80年代初[1～4][7,8]国家的重视。我国学者就注意到了双电层电容器的研究，但国内对超级电容器的研究始于90年代后期。尽管国内在超1超级电容器的历史级电容器领域的研究和开发的起步较晚，但发展势头如图1所示，超级电容器有多种外观形式。超不容忽视。级电容器也有其它的名称，如：电化学电容器2超级电容器的原理（Ele

6、ctrochemicalCapacitor,EC）、超大容量电容器（Ultracapacitor）等。根据存储电能的机理不同，超级电容器可分为双超级电容器储能机理在1879年由Helmholz发电层电容器（Electricdoublelayercapacitor,EDLC）和现，但利用这个原理将大量的电能存储在物质表面，赝电容器(Pesudocapacitor)。[5]像电池一样用于实际目的的人是Becker。随后，美2.1双电层电容器原理国Sohio公司开始利用基于高比表面的碳材料的双层双电层电容器是通过电极与电解质之间形成的界面电容器。Con

7、way于1975～1981年间开发了另一种类型的双层来存储能量的新型元器件，当电极与电解液接触时，收稿日期：2007-12-29通讯作者：邓梅根基金项目：江西省自然科学基金资助项目（No.0650028）；江西省教育厅科技基金资助项目(赣教技字[2007]276号)作者简介：邓梅根（1974－），男，江西吉安人，副教授，主要从事新型电子材料与元器件研究。Tel:(0791)3891294；E-mail:dengmeigen@163.com。第27卷第4期陈英放等：超级电容器的原理及应用7由于库仑力、分子间力、原子间力的作用，使固液界面优点：出现稳

8、定的、符号相反的双层电荷，称为界面双层。（1）超高的容量。超级电容器的容量范围为双电层电容器使用的电极材料多为多孔碳材料，0.1～600