高能镍碳超级电容器在天津研制成功

高能镍碳超级电容器是中国工程院周国泰院士领衔的科研团队采取综合性能平衡设计思路,提出了一种＂内并式＂超级电容器结构方案,将活性碳材料引入镍氢电池负极,即一个电极采用电极活性炭电极,而另一个电极采用电容电极材料或电池电极,将普通超级电容器与电池结合为一体。这种电容器兼有一般超级电容器和蓄电池的优异性能,具体如下。     

过渡金属材料的电化学储能性能分析

超级电容器属于一种储存电化学能量的设置,充电迅速,使用周期长,可将电化学电容划分为双电层电容与赝电容,相比双电层电容器,赝电容超级电容器具有相对较高的能量密度。过渡金属氧化物与氢氧化物是一种不可或缺的赝电容器电极材料。为使赝电容器性能更为突出,许多研究集中在过渡金属氧化物电极材料与氢氧化物电极材料。具体分析了过渡金属材料的电化学储能性能,希望借此详细地阐述电化学储能性能,了解过渡金属材料的这种性能,结合这种材料的性能,有效利用。     

二氧化钌薄膜电极的制备及其性能研究

用热分解Ru(OC2H5)3的方法,在金属钽板上制备二氧化钌薄膜,作为超级电容器的电极.通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等测试方法,得出二氧化钌薄膜电极的比电容为362F/g,内电阻为1.08Ω,且若干次循环充放电后,内电阻和电容量保持不变,具有良好的电化学稳定性、长寿命和快速充放电的能力,是一种理想的超级电容器电极.     

微电容器的研究进展:从制备工艺到发展趋势

随着微电子器件高度集成化、微型化、便携化和多功能一体化的快速发展,高性能新型微电容器的需求越来越大.将电容器划分为传统电容器与新型微电容器,介绍了传统电容器中铝电解电容器、钽电解电容器、有机薄膜电容器以及陶瓷电容器的结构特点及其生产应用中的性能,着重对用于储能方面的固态微型电容器(金属-绝缘体-金属,金属-绝缘体-半导体)和微型超级电容器的结构特点、技术工艺、主要性能指标及其与片上可集成系统的工艺兼容性进行了综述.此外,阐述了片上3D硅基电容器结构的关键制造工艺、主要研究方向(电极表面积、绝缘材料和电极材料)和相关研究进展.最后,对新型微电容器的发展前景做出了展望.     

电极表面粗糙度对检测电容的影响

平行板电容是大多数MEMS传感器件的核心检测结构.考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响.建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和边缘效应对静电场分布的影响;针对粗糙表面增大了电极存储电荷的能力,对粗糙表面的平行板电容器计算公式进行了修正.采用原子力显微镜对不同粗糙度的样本进行了表征,实验和仿真结果表明:减小两电极之间的距离,增大检测电极的表面粗糙度,可以显著增大检测电容.当检测电极的粗糙度从0.063 nm增加到60 nm时,平行板电容器电容值增大了9.0％.结论显示,增大MEMS电容器两电极的表面粗糙度,可以有效地增大MEMS器件的检测灵敏度.     

超级电容器电极狭缝挤压式涂布质量缺陷分析

超级电容器是一种新型超高能量转换效率的储能器件。相较于传统电容器,它具有更高的能量密度;相较于充电超级电容器,它具有更高的功率密度和超长的循环寿命。因此,简要分析超级电容器电极狭缝挤压式涂布质量的主要影响因素和产生质量缺陷的机理,并针对实际生产过程中质量缺陷的产生原因进行分析,提出相关的解决方法。     

基于卷扬机储能系统的超级电容充放电试验研究

超级电容器是一种性能优良的新型能源器件,工程应用设计需掌握其容量、工作电压、充电效率、放电效率等指标.设计了卷扬机储能系统,对超级电容放电时重物提升速度及其放电效率,以及重物下放时重力势能回收到超级电容的充电效率进行了试验研究,实现了机械装置与超级电容的混合储能,为超级电容的研究及其在工程机械中的应用提供参考.     

电动汽车复合电源系统超级电容器建模与仿真研究

面对能源缺乏和环境恶化的巨大压力,新能源汽车已成为汽车工业发展的重要方向。针对电动汽车用蓄电池-超级电容器复合电源系统中的关键技术,就超级电容器的储能原理、充放电特性等方面进行了分析与研究。通过恒流充放电、模拟工况充放电等相关实验考察超级电容器的外部特性。选取了适用于电动汽车复合电源的模型,对模型各部分参数估计的方法进行论述。最后利用MATLAB/Simulink工具实现建模,并对超级电容进行了模拟工况充放电实测与仿真对比,验证了该模型的实用性与准确性。     

有轨电车超级电容储能系统参数研究及仿真

有轨电车是城市轨道交通的重要组成部分,超级电容器作为一种新型的节能环保储能装置,已经被应用到诸多领域。文章介绍了有轨电车超级电容器储能装置,并对储能装置所需能量进行计算。通过对计算结果的分析研究超级电容器的相关参数,设计一套超级电容器储能装置,可以实现20s以内快速充电的需要;并对超级电容器储能装置在工作状态下充电放电的仿真验证,满足有轨电车正常运行的电能需求。     

超级电容器蓄电池混合储能系统在航标设备中的应用探索

独立光伏发电系统广泛应用于航标设备,通常需要储能系统来保证供电的稳定性和持续性。为了吸收光伏电池发出的脉动功率,从而抑制直流电源的电压波动,并满足向负载提供短时大功率的需求,提出了采用超级电容器和蓄电池混合储能方案,并进行了充放电系统分析,针对超级电容和蓄电池充放电特点,提出了充放电控制策略。     

超级电容充电策略研究

超级电容是一种绿色环保的电化学电容器,其充电过程受内阻和有效电容等诸多因素的影响,对其充电方法进行研究,在以后的工程应用中具有重要的意义。采用二阶段充电模式对其充电,控制电路以TMS32芯片为核心,通过检测超级电容的端电压,送入DSP进行分析和处理,得到相对应的PWM控制信号来控制主回路开关管（IGBT）的开通和关断,从而改变充电电流的大小,实现超级电容的智能充电。     

超级电容在航标太阳能电源系统的应用研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电地能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对航标太阳能电源系统存在的问题,设计了一种有源式混合储能方案,实验结果表明,在光伏发电功率对脉动时,蓄电池能够工作在优化的充电状态,并能够有效地减少小电流充电循环次数,达到延长蓄电池寿命之目的,证...     

基于参数估计的锂离子超级电容系统故障诊断研究

根据性能试验数据和锂离子混合超级电容器的基本原理,建立了适用于新型锂离子超级电容器的仿真模型.然后基于控制系统线性空间模型,采用参数估计的方法,利用输出残差信息对系统传感器及其他元部件故障进行故障诊断.在Matlab/Simulink环境下对系统进行仿真计算,结果表明,所采用的故障诊断策略可以有效地诊断出相关故障,具有较好的工程价值.     

可溯源至质量的静电力复现与测量技术

为实现10-5 N以下微小力值的测量及溯源,提出了一种高精度、可溯源至质量的微小力值测量系统,采用受控静电力发生装置复现微小力值,其基本工作原理是基于一种精密设计的圆柱形电容器,电容器内外电极同轴,外电极固定不动作为参考电极,内电极由弹性机构支撑和导向,通过改变内外电极间的电压产生静电力,从而将力学量追溯至电容及电压等电学量,利用砝码质量与静电力平衡的原理,可以实现微小力值的溯源.实验结果表明:电容变化梯度为0.82 pF/mm,完全可以复现10-6～10-9 N范围内的静电力.     

我国成功研制智能超级电容器

正中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所赵志刚课题组开发出一种智能超级电容器电极,不需要复杂的电路设计,即可获得与人互动的能力。超级电容器因其高功率密度、长循环寿命等特点而被认为是最有应用前景的新型储能装置,在交通、电力、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。超级电容器本来只能执行单纯能量存储的功能,智能化后将可实现与人互动,例如将自身性能数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理。     

超级电容在直流操作电源系统中的应用

超级电容(双电层电容器EDLC)是一种新型储能元件,其与蓄电池相比具有一定的互补性.利用超级电容(或与蓄电池一起)构成直流操作电源系统中的储能部件,可以解决蓄电池直流操作电源系统中存在的问题,提高电源系统的可靠性和可性.本文针对超级电容的以上特性,提出了超级电容在直流操作电源系统中的多种应用方案.     

电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性

为了研究在电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性,本文提出了一种模拟制动能量回收的实验方法。通过该实验方法测量了不同的超级电容初始电压下其回收的制动能量,获得了超级电容初、末电压之间的关系,进而得到超级电容初始电压与其制动能量回收效率之间关系的模型,通过该理论模型获得了系统达到最大效率点时所对应的初始电压。并用MATLAB/Simulink验证了该实验方法的有效性,为超级电容最大化回收制动能量提供了参考依据。     

基于超级电容器的断路器操作电源研究

本文主要讨论了超级电容器在断路器直流操作电源上的应用,对超级电容器模块的设计、控制电路的构成进行了研究和仿真分析。结果表明,以超级电容器替代断路器直流操作电源所需的蓄电池,具有储能密度大,充放电速度快,免维护,对环境没有污染等优点。     

石墨-金属复合材料的制备及应用

石墨烯有特殊的二维结构和优异的物理、化学及机械性能,作为强化相可以有效改善材料的强度、硬度、耐磨性、导电性等。高性能石墨烯-金属复合材料的应用广泛,既可作为结构材料使用,也可以作为超级电容器、锂电池、生物传感器和储氢材料。本文对石墨烯-金属复合材料的主要制备方法及及其应用做了简单的介绍,并概括了其今后可能的发展方向。     

超级电容器综述

超级电容器是一种介于常规电容器与化学电池二者之间的一种新型储能元件,它具有很高的放电功率、法拉级别的超大电容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命、免维护、经济环保等优点。本文介绍了超级电容器的原理、发展状况及特点。归纳了超级电容器应用研究状况,并指出使用中应注意的事项及解决方法。