EDLC活性炭电极在充放电循环中的变化及可恢复性研究

采用典型商用原材料及工艺流程制作了双电层电容器(EDLC),研究了其活性炭电极在未使用前、充放电循环初期、寿命终止等各个阶段的电容特性、结构及变化过程。结果表明：在充放电循环初期，电极中活性炭的比容量、比表面积、总孔容积、中孔容积、平均孔径较充放电循环前分别降低了18.1%、12.15%、36.17%、78.05%、8.68%,极片电阻率上升了20.18%。继续循环至寿命终止，除极片电阻率继续上升12.21%外，其他变化较小。对电极清洗烘干重新注入新电解液后，电极活性炭的比容量可恢复至充放电循环初期同等水平，并具有稳定的循环表现。EDLC充放电循环初期的内部反应使其容量明显衰减，显著影响了能量密度。该研究结果对开发高性能活性炭，进一步提高EDLC能量密度具有重要意义。     

碳纳米管/活性炭复合电极的电容特性

为改进活性炭电极组成的电双层电容器 (EDLC)的性能 ,采用碳纳米管 (CNT) /活性炭 (AC)复合材料制备可极化电极。考察了CNT对电容器性能的影响 ,用DC 5电池试验仪测试了其充放电性能、循环容量稳定性及自放电现象。结果表明 ,碳纳米管能有效地降低可极化电极的内阻 ,增强充放电循环稳定性 ,并降低EDLC的自放电速率。当复合电极中CNT含量为 5 % (质量百分数 )时 ,充电截止电压为 3V的条件下 ,CNT/AC复合电极的放电容量达 43F/g ,而AC电极仅 3 3F/g ,复合电极组成的EDLC的自放电速率下降约 5 0 %。     

恒功率充放电条件下的双电层超级电容器循环性能研究

双电层超级电容器(electrical double layer capacitor,EDLC)超长的理论寿命为其寿命评估带来了极大的困难,为缩短寿命测试时间,需对EDLC进行加速老化。为此,对EDLC单体进行恒功率充放电试验,以研究生产工艺、充放电功率、温度及充放电深度(depth-of-charge/discharge,DOD)对EDLC寿命的影响。结果表明:EDLC的寿命主要受充放电功率和工作温度的影响,且充放电功率越大、温度越高,寿命衰减越快,寿命曲线的转折点出现越早;DOD对EDLC寿命的影响较小。因此,增大充放电功率及工作温度、降低DOD可以有效加快EDLC的老化进程,缩减EDLC寿命测试的时间和成本。     

千法级超级电容器的制备

超级电容器是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件 ,适于用作功率输出元件。超级电容器与化学电源组成电动汽车混合驱动系统被认为是解决电动汽车驱动的最好方法之一。我们采用活性炭作电极活性物质 ,并通过并联、串联组装出了 3V 10 0 0F及 6V 30 0F的超大容量电容器 ,电容器外观尺寸为 16cm× 6cm× 8cm。通过测试得出 ,所得电容器具有较准的性能     

超级电容器的热电化学耦合研究

首先建立了超级电容器的电化学模型和热模型,并实现了其热电化学的耦合;利用有限元法模拟了超级电容器温度场的分布;分析了不同电流密度、相同环境温度下和相同电流密度、不同环境温度下超级电容器的热行为;仿真结果表明,超级电容器的温度场分布和变化情况与电流密度和环境温度有关,超级电容器在放电过程中,其中心区域温度最高,越靠近表面温度越低;电流密度越大,环境温度越高,超级电容器的温度越高,散热效果越差;最后综合以上研究内容,提出了改进意见。     

活性炭-聚苯胺混合电容器的电化学性能

低温下化学氧化合成了十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺(PANI),分别以聚苯胺和活性炭为电极材料组装成电化学电容器,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗技术研究混合电容器的电化学性能。结果表明,电流密度为6mA/cm2时混合电容器在1mol/LKCl溶液中比电容高达159.6F/g,100次循环后比电容为初始容量的92.9%,循环性能好,漏电流仅为0.14mA/cm2。     

超级电容器在不同充电模式下特性的研究

采用当前应用最为广泛的恒流充电模式和恒流恒压混合充电模式对超级电容器进行大电流快速充电,并且对其关键特性——电压特性、温度特性在不同充电模式下得到的测试数据进行对比。结果表明,采用恒流恒压充电方式消除了超级电容器在大电流充电过程中内部温度迅速升高而影响容量特性的问题,保证了超级电容器充放电的效率。     

超级电容器蓄电池混合电源性能研究

超级电容器蓄电池混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充放电、循环寿命长的优点,能显著提高电源的峰值输出功率。建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器蓄电池混合电源峰值输出功率的因素,并通过实验对超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率性能进行了验证。分析和实验结果表明:超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有着密切的关系。超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率比蓄电池有了显著的提高。     

超级电容器容量寿命预测模型研究

准确预测超级电容器使用寿命是其在电动汽车领域可靠应用的关键。通过超级电容器在不同充放电电流和温度条件下所表现的性能衰减规律,基于经典阿列纽斯模型,建立了包括温度、电流强度和循环次数因子的超级电容器容量衰减预测模型。验证结果表明,拟合结果与实际衰减数据的一致性较好,绝大部分相对误差在3%以内。该模型可适用于不同结构设计的超级电容器,并可用于指导超级电容器使用过程中的充放电电流和温度设置。     

双电层电容器用不同电解液的电化学性能

研究了双电层电容器(EDLC)用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐[EMIm]CF3COO和30%KOH在高比表面积(3 250 m2/g)活性炭电极上的电化学性能.30%KOH的电容特性、大电流充放电性能均优于[EMIm]CF3COO,而[EMIm]CF3COO的比电容随应用电压的提高而增加,使电容器在提高功率密度的同时提高了能量密度.     

A novel large value ac capacitor using two dc capacitors

The paper proposes a novel power electronic circuit to realize bipolar ac capacitor using two unipolar dc capacitors. Experiments are successfully carried out to verify the validity of the proposed circuit. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

并联补偿电容器组的故障分析及保护配置

简要介绍了并联电容器在电力系统中的补偿机理及优越性,分析了电容器运行可能出现的故障和异常情况,进而详述了电容器所需配置的各种保护,为通用型微机电容器保护 研究作出了理论准备。     

500kV SF6断路器爆炸事故分析

通过对某台500-SFM-50E型500 kVSF6断路器的爆炸事故原因分析,找到了爆炸的原因是断路器在热备用过程中并联电容被击穿引起的,并提出了防范措施,避免同类事故的发生。     

500kVSF6断路器爆炸事故分析

通过对某台500-SFM-50E型500kV SF6断路器的爆炸事故原因分析，找到了爆炸的原因是断路器在热备用过程中并联电容被击穿引起的，并提出了防范措施，避免同类事故的发生。     

并联补偿电容器的经济运行

讨论了降压变电站中并联补偿电容器的经济运行问题。     

电容电压初值对CVT铁磁谐振影响的仿真研究

电容式电压互感器(CVT)的传统等效电路模型中忽略了电容分压器电容电压初值对等效电路模型的影响,然而在CVT暂态时这一因素的影响不能简单地看成是一个误差问题。基于正确的电容分压器的分压比公式,建立了计及电容电压初值的CVT完整的等值电路模型。基于此电路模型,利用Matlab中的电气系统模块库PSB建立了CVT铁磁谐振暂态过程的仿真模型。仿真结果表明,在二次侧短路又消除短路这种铁磁谐振激发方式下,不同的短路时刻和消除短路时刻对CVT的铁磁谐振过程有影响,甚至出现了持续的振荡过程。在二次电压过零短路同时又在其过峰值时消除短路的情况下,电容电压的初值可以抑制铁磁谐振过电压的持续时间,但电容电压的初值较大时,在系统加压瞬间出现的过电压,可能引起二次侧高速继电保护误动作。     

单相桥式整流滤波电容的设计

讨论了单相桥式整流滤波电容选择过大存在的问题,分析了单相整流电路充、放电过程,并根据在稳态时电容两端电压波动图形,得出最小的电容值相应的计算和设计依据.以便工程技术人员选择和设计滤波电容参数.