降低双电层电容器等效内阻的实验研究

为降低双层电容器等效内阻,扩大其输出电流,分析了双电层电容器内阻的形成机理,得出其等效串联内阻的主要影响因素为高电导率电解液的选取、极化电极的制备、极化电极和集电极的接触电阻以及封装工艺等。据此,用高比表面积的工业活性炭制备出比电容高达143.73F/g,等效串联内阻仅为113mΩ的电极材料。对电解液浓度、极化电极、集电极以及隔膜等因素影响的实验分析表明:降低双电层电容器等效串联电阻的有效措施为减少集电极和极化电极、引线和电极之间的接触电阻,采用低电阻率的高性能电极材料和电解液。     

降低双电层电容器等效串联内阻的研究进展

综述了国内外高功率内阻超级电容器的最新研究进展。超级电容器是介于传统静电电容器和电池之间的一种新型能源器件,兼有前者功率密度大和后者能量密度高的优点。通过介绍国内外研究的双电层电容器的不同等效电路图,分析其等效串联内阻的形成原理,得出该内阻的主要影响因素为电解液的选取、极化电极的制备、极化电极和集电极的接触电阻以及封装工艺并总结了国内外研究的有效降低该内阻的措施与方法。     

增塑型聚合物双电层电容器的研究

研究了以活性炭为极化电极材料,PAN/EVA共混膜为固体电解质的增塑型聚合物双电层电容器(PDLC)的循环伏安特性和充放电性能。测试结果表明:以0.5mol/L四乙基四氟硼酸铵(TEATFB)/碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二乙酯(DEC)溶液增塑的聚丙烯腈(PAN)/[聚(乙烯 醋酸乙烯)]EVA共混膜,其电导率为7.35×10-4S·cm-1,电化学窗口≥4.5V。由该膜组成的聚合物双电层电容器,其循环伏安特性呈现不对称性,离子在聚合物电解质中的扩散过程中所受的粘滞性阻力是产生循环伏安曲线不对称性的原因。该聚合物双电层电容器的活性炭物质放电比容量可达27.3F/g,并且具有较好的自放电性能。     

活性炭双电层电容器的研究

通过活化预处理,获得了内阻较小,电化学可逆性高,比电容高达168.5 F/g的双电层电容器活性材料。使用该材料制得的电容器的漏电流小(1.12 mA),平均等效内阻仅为2.12 Ω,高倍率放电条件下容量衰减小于2.59 mAh/g,循环寿命超过60 000次,但该实验电容器的自放电率较高,材料有待进一步处理。     

微波辐射制备双电层电容器用竹炭

以毛竹废弃物为原料,KOH为活化剂,采用微波加热法制备出双电层电容器用活性炭.研究了不同微波功率对活性炭比电容量的影响,并考察了竹炭双电层电容器的充放电特性.结果表明:在KOH与毛竹质量比例为2∶1、微波功率为720 W和辐射时间为15 min时,制备出的活性炭比电容量达244.2 F/g,而且稳定性很好.     

超高功率型双电层电容器的研制

双电层电容器作为一种新型的功率储能器件,具有储能密度高、放电功率大、环境适应能力强等特点.利用涂覆工艺制备了活性碳电极,设计了具有低直流内阻特点的双电层电容器结构,并在此基础上组装了超高功率双电层电容器.经过直流放电、短路放电、温度特性、寿命特性的电化学特性测试,结果显示该电容器峰值功率密度达到16.54 kW/kg,...     

表面活性剂对双电层电容器性能的影响

用高比表面积活性炭作为双电层电容器的电极材料存在等效串联内阻大,可利用比表面积低的问题.通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对活性炭材料表面进行改性,可以使双电层电容器的比容量和大功率放电性能得到很大的提高.结果表明,当添加表面活性剂的质量为活性炭的4%时,可使活性炭电极对有机电解液的润湿性最好,使得双电层电容器在不同电流密度下的比容量分别提高了5.27%(1 mA/cm2)和20.62%(5 mA/cm2),且具有较好的电容性能和循环性能.     

双电层电容器电极制备工艺优化与性能

采用商业超级电容器活性炭,制备了扣式双电层电容器,对其电极制备工艺进行了优化,实验表明:PTFE(质量分数)5%、乙炔黑(质量分数)5%、电极成型压力10MPa、电极载炭量13～26mg/cm2、KOH浓度6mol/L为最佳工艺;在此优化条件下制备的双电层电容器循环性能好,漏电流和自放电较小,大功率下比能量高于当前产品。实验还表明所用活性炭有较多微孔,以致大功率下材料利用率低,有待改善。     

高比表面积电极有机双电层电容器性能

采用高比表面积椰壳基活性炭作电极材料,分别以1 mol/L(Et)4NBF4/PC、1 mol/L LiPF6/(PC DMC EMC)、1mol/L LiPF6/(EC DMC EMC)和1 mol/L LiClO4/PC作为电解液,组装成有机体系双电层电容器.采用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法进行测试,考察采用同种电极材料情况下,各种有机电容器的电化学性能,在不同充电电压下均以1 mol/L LiClO4/PC为电解液时得到最高比电容值(2.5 V时高达 123.5 F/g),1 mol/L(Et)4NBF4/PC的比电容值也比较理想(2.5 V时为104 F/g),且其内阻最小,功率特性最佳.综合分析得知,以1 mol/L LiClO4/PC为电解液的双电层电容器综合性能最佳,且此电解液价格较1 mol/L(Et)4NBF4/PC低廉.     

集流体改性对双电层电容器性能的影响

在有机电解液双电层电容器中,用铝箔作为集流体时,在铝箔的表面容易生成一层难导电的氧化膜,使得集流体和活性物质之间的接触电阻大大地增加,降低了电容器的整体性能.实验采用碱(NaOH)液蚀刻的方法,除去铝箔表面的氧化膜,然后在铝箔的表面沉积上一层易导电的金属锌膜来提高集流体的性能.实验结果表明,改性后的铝箔集流体可使得集流体和活性物质之间的接触电阻大大地降低,提高活性物质的利用率.当蚀刻后的铝箔在镀液中浸渍10 s时,铝箔与活性物质之间的接触电阻最小.经过集流体改性后的双电层电容器具有良好的电容性能和循环性能.     

一种超大容量双电层电容器中小功率模型及其参数识别方法

回顾了超大容量双电层电容器的等效电路模型,给出了它在中小功率应用场合下的超大容量双电层电容器模型,并提出一种新的模型参数识别方法.文中采用这种识别方法对超大容量双电层电容器进行了实验,并根据获得的模型参数进行了仿真,仿真与实验结果的对比分析表明,该模型能够准确的反映出超大容量双电层电容器在中小功率应用场合下的特性.     

电容器大家族的新贵—超级电容器

重点介绍了超级电容器的结构、工作原理、性能特点和在国内外发展的状况。并指出:超级电容器作为电容器家族的一位新成员,还处于初期的发展阶段,由于其具有储能密度高、功率密度大、充电速度快和放电寿命长等优点,在日用电器、电动汽车、大规模储能和军事装备领域有望具有广阔的应用前景。     

电容器大家族的新贵一超级电容器

重点介绍了超级电容器的结构、工作原理、性能特点和在国内外发展的状况。并指出：超级电容器作为电容器家族的一位新成员,还处于初期的发展阶段,由于其具有储能密度高、功率密度大、充电速度快和放电寿命长等优点,在日用电器、电动汽车、大规模储能和军事装备领域有望具有广阔的应用前景。     

并联电容器谐振的动态特性研究

结合ETAP软件研究了电容器谐振的动态特性,包括短路容量的变化、主变的并列运行、串抗率变化、多组电容器的投退等,并给出了避免电容器谐振事故发生的建议.研究结论对于预防电容器谐振,提高电网的安全可靠运行具有重要意义.     

电容器连接件过热试验研究

为探索电容器存在连接组件过热的根本原因,通过建立接触不良物理模型,分别从接触电阻变化和放电两方面进行试验研究,并且比较了不同类型负载的影响。研究结果表明:接触电阻随接触间隙的增大先线性增加,后呈指数形式增加;在同等条件下,容性电路的放电次数更多,接触放电所产生的温升较正常接触高得多。     

Noncorrosive separator materials for electric double layer capacitor

The paper evaluates noncorrosive and inexpensive materials, namely polypropylene sheet, fiberglass, and glass wool, as potential separator materials for electric double‐layer capacitor (EDLC) application. Using these materials as separators and the same activated carbon electrodes, properties of two‐electrode capacitors filled with aqueous sulfuric acid (H₂SO₄) were investigated by cyclic voltammetry (CV) as well as galvanostatic and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements. Performance comparison of the tested capacitors with an identical capacitor with conventional cellulose separator was also carried out. As a benchmark, the noncorrosive‐separator‐based capacitors demonstrate comparable power and energy densities to those of a cellulose separator, with the highest specific capacitance of 131 F/g and lowest equivalent series resistance of 13 Ω for the glass wool separator. Application of such noncorrosive separators may realize the utilization of high‐concentration aqueous electrolytes, leading to higher rating EDLCs at lower cost compared to organic‐solution‐based capacitors. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

高压内熔丝电容器探讨

对目前电容器内熔丝提出了两点个人看法。一是电容器内熔丝设计的边界能量过于简单,仅仅采用单一的液化能量,笔者认为不足以满足内熔丝各种工况要求;二是电容器内熔丝设计应当考虑电容器外部并联数的影响,外部并联的电容器单元在内熔丝熔断时也对内熔丝放电,放电能量不容忽视。