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2、可在太陽(yáng)能道燈、警示燈、航標(biāo)燈等太陽(yáng)能產(chǎn)品中代替充電電池做LED的電源。

3、可用作小型UPS電源

4、可用于電子產(chǎn)品的時(shí)鐘芯片、靜態(tài)隨機(jī)存貯器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。如:數(shù)碼相機(jī)5.掌上電腦、電子門鎖、智能電表、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、儀器儀表、程控交換機(jī)、稅控機(jī)、無(wú)繩電話等。

6、可在小型充電產(chǎn)品中代替充電電池。如:手搖發(fā)電手電筒。

7、可在水表、煤氣表中作電磁閥的后備電源。

其基本原理為:當(dāng)向電極充電時(shí),處于理想極化電極狀態(tài)的電極表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子,使這些離子附于電極表面上形成雙電荷層,構(gòu)成雙電層電容。由于兩電荷層的距離非常小(一般0.5nm以下),再加之采用特殊電極結(jié)構(gòu),使電極表面積成萬(wàn)倍的增加,從而產(chǎn)生極大的電容量。

按原理分為雙電層型超級(jí)電容器和贗電容型超級(jí)電容器:

雙電層型超級(jí)電容器,包括

1、活性碳電極材料,采用了高比表面積的活性炭材料經(jīng)過(guò)成型制備電極。

2、碳纖維電極材料,采用活性炭纖維成形材料,如布、氈等經(jīng)過(guò)增強(qiáng),噴涂或熔融金屬增強(qiáng)其導(dǎo)電性制備電極。

3、碳?xì)饽�膠電極材料,采用前驅(qū)材料制備凝膠,經(jīng)過(guò)炭化活化得到電極材料。

4、碳納米管電極材料,碳納米管具有極好的中孔性能和導(dǎo)電性,采用高比表面積的碳納米管材料,可以制得非常優(yōu)良的超級(jí)電容器電極。

以上電極材料可以制成:

1、平板型超級(jí)電容器,在扣式體系中多采用平板狀和圓片狀的電極,另外也有Econd公司產(chǎn)品為典型代表的多層疊片串聯(lián)組合而成的高壓超級(jí)電容器,可以達(dá)到300V以上的工作電壓。

2、繞卷型溶劑電容器,采用電極材料涂覆在集流體上,經(jīng)過(guò)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。

贗電容型超級(jí)電容器:

超級(jí)電容器包括金屬氧化物電極材料與聚合物電極材料,金屬氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作為正極材料,活性炭作為負(fù)極材料制備的超級(jí)電容器,導(dǎo)電聚合物材料包括ppY、PTH、PAni、PAS、PFPT等經(jīng)P型或N型或P/N型摻雜制取電極,以此制備超級(jí)電容器。這一類型超級(jí)電容器具有非常高的能量密度,除NiOx型外,其它類型多處于研究階段,還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

按電解質(zhì)類型可以分為水性電解質(zhì)和有機(jī)電解質(zhì)類型:

水性電解質(zhì),包括以下幾類

1、酸性電解質(zhì),多采用36%的H2SO4水溶液作為電解質(zhì)。

2、堿性電解質(zhì),通常采用KOH、NaOH等強(qiáng)堿作為電解質(zhì),水作為溶劑。

3、中性電解質(zhì),通常采用KCl、NaCl等鹽作為電解質(zhì),水作為溶劑,多用于氧化錳電極材料的電解液。

有機(jī)電解質(zhì)

通常采用LiClO4為典型代表的鋰鹽、TEABF4作為典型代表的季胺鹽等作為電解質(zhì),有機(jī)溶劑如PC、ACN、GBL、THL等有機(jī)溶劑作為溶劑,電解質(zhì)在溶劑中接近飽和溶解度。

另外還可以分為:

1、液體電解質(zhì)超級(jí)電容器,多數(shù)超級(jí)電容器電解質(zhì)均為液態(tài)。

2、固體電解質(zhì)超級(jí)電容器,隨著鋰離子電池固態(tài)電解液的發(fā)展,應(yīng)用于超級(jí)電容器的電解質(zhì)也對(duì)凝膠電解質(zhì)和PEO等固體電解質(zhì)進(jìn)行研究。

超級(jí)電容器 - 工藝

超級(jí)電容器超級(jí)電容器的工藝流程為:配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測(cè)→包裝。

超級(jí)電容器在結(jié)構(gòu)上與電解電容器非常相似,它們的主要區(qū)別在于電極材料。早期的超級(jí)電容器的電極采用碳,碳電極材料的表面積很大,電容的大小取決于表面積和電極的距離,這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離,使超級(jí)電容器的容值可以非常大,大多數(shù)超級(jí)電容器可以做到法拉級(jí),一般情況下容值范圍可達(dá)1-5000F。

超級(jí)電容器通常包含雙電極、電解質(zhì)、集流體、隔離物四個(gè)部件。超級(jí)電容器是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量的。在超級(jí)電容器中,采用活性炭材料制作成多孔電極,同時(shí)在相對(duì)的兩個(gè)多孔炭電極之間充填電解質(zhì)溶液,當(dāng)在兩端施加電壓時(shí),相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子,而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上,從而形成雙集電層。

1、黃金電容超級(jí)電容器不同于電池,在某些應(yīng)用領(lǐng)域,它可能優(yōu)于電池。有時(shí)將兩者結(jié)合起來(lái),將電容器的功率特性和電池的高能量存儲(chǔ)結(jié)合起來(lái),不失為一種更好的途徑。

2、黃金電容超級(jí)電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位,且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍,如果過(guò)放可能造成永久性破壞。

3、黃金電容超級(jí)電容器的荷電狀態(tài)(SOC)與電壓構(gòu)成簡(jiǎn)單的函數(shù),而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復(fù)雜的換算。

4、黃金電容超級(jí)電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量,電池與其體積相當(dāng)?shù)某��?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。在一些功率決定能量存儲(chǔ)器件尺寸的應(yīng)用中,超級(jí)電容器是一種更好的途徑。

5、黃金電容超級(jí)電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無(wú)任何不利影響,相反如果電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。

6、黃金電容超級(jí)電容器可以快速充電而電池快速充電則會(huì)受到損害。

7、黃金電容超級(jí)電容器可以反復(fù)循環(huán)數(shù)十萬(wàn)次,而電池壽命僅幾百個(gè)循環(huán)。