电池型电容器-超大容量离子电容器

超大容量离子电容器又称电池型电容器,是一种介于静电电容器与二次电池之间的一种新型储能器件。它具有比静电电容器大得多的能量密度,又有比二次电池大得多的功率密度。适宜于短时大电流放电的情况下工作,可作为电动车辆的启动、制动电源,是解决电动车辆发展的瓶颈。笔者综述了超大容量离子电容器的储能原理、应用以及国内外的研究现状。     

世界超级电容器发展动态

超级电容器又称超大容量电容器、金电容、黄金电容、储能电容、法拉电容、电化学电容器或双电层电容器（英文名称为EDLc,即Electric DoubleLayer Capacitors）,是靠极化电解液来存储电能的新型电化学装置。它是近十几年随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件,其批量生产不过几年时间。     

20伏高电压型碳纳米管超级电容器的研制

通过催化裂解法制备了碳纳米管并进一步制备了碳纳米管膜片式电极.基于该种材料的超级电容器电极比容量达到42F/g并表现出良好的大电流放电特性.本文采用多种研究方法对基于该种材料的双电层电容器的电化学特性进行了详细的研究.本文还开发了全新的超级电容器组装工艺,采用该工艺组装的碳纳米管超级电容器工作电压可以达到20V并具有良好的容量特性和阻抗特性.     

双电层电容器

双电层电容器与其他类型的电容器相比,有许多显著不同之处。本文将结合其结构特点,重点分析它的电性能。     

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超级电容器(Supercapacitors,ultracapacitor),又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors),双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容,是从二十世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。     

双电层电容器超大电容量的测试方法

阐述采用数字化技术测量法拉级超大电容量的理论和方法,给出了线路框图,并对测试误差作了简要分析。     

一种串联超级电容器组的均压电路设计

针对超级电容器在串联使用过程中存在电压不均衡问题,提出了一种基于超级电容器串并联切换的均压电路。该电路仅由超级电容器和开关管构成,无需电压检测系统和复杂的控制系统,通过两组开关的开与断将电压不均衡降到最低。详细分析了该均压电路的工作原理,并采用6支额定电压为3V的超级电容器串并联构成储能系统进行仿真和实验。结果表明储能系统在均压电路工作时储能效率提高了23%,验证了该均压电路的可行性。     

双电层电容器中单/双面涂覆电极的电化学性能比较

以KOH为活化剂,采用微波加热石油焦一步法制备了微孔活性炭。采用循环伏安和恒流放电法研究了双电层电容器中单面和双面涂覆的活性炭电极电化学性能。活性炭的亚甲基蓝吸附值为247.8mg·g–1,N2吸/脱附结果表明,活性炭比表面积为1037m2·g–1,微孔孔容为0.54m3·g–1。结果表明,1000次循环后,双面涂覆电极的比容、比容保持率和两电极电容器的能量密度保持率分别为227.3F·g–1、96.6%和97.4%均高于单面涂覆电极;而双面涂覆电极的内阻仅为0.42Ω,小于单面涂覆电极的内阻。     

电动车混合电源系统设计

设计了一种用于电动车的混合电源系统。该系统以蓄电池为主电源,采用具有双电层结构的超级电容器为辅助能源。利用单片机控制电动车在不同状态选择不同电源进行供电。以200 kg的人与车沿着仰角为30°,落差为6 m的坡度行驶进行实验,可增加130 m的行驶距离。这表明该混合电源有效地增加了电动车的行驶里程,同时可延长蓄电池的使用寿命,具有很大的现实推广意义。     

高储能密度玻璃-陶瓷电容器内电极的研究

采用Na2O-PbO-Nb2O5-SiO2体系玻璃-陶瓷作为绝缘介质,以磁控溅射镀膜技术先在玻璃-陶瓷层表面形成金属膜,再用丝网印刷技术在金属膜上涂覆银浆形成组合式内电极,制备出多层结构高储能密度玻璃-陶瓷电容器,对比了单层内电极结构电容器的性能参数。结果表明:多层内电极结构既保证电容器电极面积不会因银浆烧结形成微孔而减小,又能从原理上有效提高电容元件的击穿强度,其储能密度提高到约8 J/cm3。     

一种超级电容储能的双向逆变电路及其控制策略

为解决数控机床加工中意外掉电退刀、伺服单元外接制动电阻产生能耗等问题,提出了一种超级电容储能的双向逆变电路,使得伺服系统在突然断电状态下,储能模块能够继续短时地给数控机床系统供电,完成断电回退的功能。该电路可以提供更高的输出电压和占空比,且在应用中可以取消伺服单元外接制动电阻而将制动能量循环利用,同时提出了相应的控制策略。该电路包括Buck/Boost电路、信号采样电路、PWM逻辑控制电路和互锁驱动电路,通过调节两路互为180°的PWM波占空比及充、放电信号来实现升、降压闭环控制,从而完成能量的双向传递。该拓扑简单、高效,性能稳定,以最少的功率器件实现大功率转换及输出。最后,实验波形验证了所提方案的可靠性。     

基于Boost拓扑的侧导光LED背光源电容平衡式驱动电路设计

以Boost拓扑电路为基础,运用电容平衡的方式设计实现了一路Boost升压电路驱动两串LED灯条,同时恒流工作的LED背光源驱动电路。     

微波脉冲压缩研究

简要介绍了微波脉冲压缩技术的原理和实现方法,对储能切换法、能量倍增器法和功率二进压缩器法的实验原理进行了阐述。为了获得高功率的输出脉冲进行了L波段单路以及双路储能切换法脉冲压缩的实验,获得了GW级的输出脉冲。在此基础上对微波脉冲压缩的前景以及即将开展的工作进行了一个展望。     

高速PCB电源完整性研究

一块成功的高速印刷电路板(PCB),需要做到信号完整性和电源完整性,首先必须降低地弹.为了滤除地弹骚扰,推荐在电源/地平面对上,安放去耦电容。     

压电振动能量收集电路的设计与实验研究

压电材料可将机械振动能转换为电能,但其产生的电能较小且具有交流特性,有必要建立储能电路将压电振动产生的电能储存起来并输出稳定的直流电。根据压电构造方程,建立压电振动能量收集系统的耦合场数学模型,对输出电压和最大输出功率进行数值模拟。设计与制作了一种以电容为储能介质的储能电路,通过电压比较器和电压调节器来保证稳定的直流输出。实验结果表明该储能电路能提供稳定的2.24V的直流输出电压,储能效率最高可达66.3%,并分析其能耗及误差产生的原因。     

薄膜电容在雷达发射电源中的应用

首先,分析了雷达发射电源输入整流滤波电路的特点;然后,对比分析了铝电解电容与薄膜电容在发射电源输入整流滤波电路中应用的优缺点;最后,通过实验对比了两种电容器在电路中的性能参数。实验部分通过完全替代和部分替代两种方式研究了薄膜电容替换铝电解电容后对发射电源输入整流滤波电路的影响,并分析了这两种方案与传统的铝电解电容的优缺点。实验结果表明:在发射电源输入整流滤波电路中,相比于铝电解电容,薄膜电容具有耐高压、损耗小、寿命长等特点。