新产品技术

低内阻超级电容器极片研制成功具有完全自主知识产权的超级电容器核心元件——超级电容器极片,在湖南研制成功,其"低内阻超级电容器极片制备新技术"近日在长沙通过湖南省科技厅组织的科技成果鉴定。利用该项新技术研制的超级电容器极片制作的3000F超级电容器,经国家权威机构检测,性能达到并部分超过国际知名企业同类产品,静电容量3224.1F,内阻0.256mΩ,达到国际先进水平。超级电容器是近年来随着材料科学的突破而出现的一种介于传统电容器与电池之间的新型绿色环保物理储能器件,是物理储能中最具发展前景的一种技术装置,是对其他电化学储能技术的     

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。     

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。     

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。     

超级电容器储能系统充电模式控制设计

针对电网供电系统存在用电负荷和电能供应不平衡问题,设计了超级电容器储能系统。对设计的超级电容器储能系统两种工作模式(充电储能模式和放电释能模式)进行了介绍,对超级电容器储能系统充电储能运行模式时的双向DC/DC变流器工作方式进行了分析,同时设计了闭环控制参数,从而实现了对超级电容器储能系统充电储能过程的控制。实验结果表明,通过对双向DC/DC变流器在超级电容器充电工作模式时的闭环控制,有效地实现了对超级电容充电储能过程的控制。     

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。     

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.     

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。     

超级电容器在电动汽车中的应用及维护

动力电池技术是电动汽车的关键系统之一,超级电容器因为具有优异的综合性能,越来越受到各国政府的重视,在汽车行业的应用也越来越广泛。介绍了超级电容器的结构原理和特性,重点分析了其在电动汽车领域的应用,并对超级电容器在电动汽车中的维护做了简要阐述。     

温度和电压因素对超级电容性能衰退的影响机制及其老化建模研究

具有卓越高比功率特性的超级电容在电动载运工具上备受青睐,开展性能退化机理分析和建模对其高效可靠地工作具有重要意义。为获得全面的老化数据且提升模型的适应性,选用两款超级电容进行不同温度和截止电压条件下的加速老化试验,试验表明温度和截止电压均会影响电容的衰退性能,其中提升截止电压会显著加速内阻增长。为表征超级电容的容量衰退特性和内阻变化规律,采用Box-Cox变换技术将超级电容容量衰退数据转换为线性衰退轨迹以构建线性老化模型,然后应用Arrhenius定律建立数据驱动的超级电容容量和内阻的衰退预测模型。针对不同截止电压和老化状态下超级电容容量衰退差异的问题,构建了全寿命周期的比例系数函数。试验与仿真结果表明,容量衰退轨迹的预测误差在5%以内,内阻变化轨迹的预测误差在10%以内。     

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...     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器电极材料对其性能起决定性作用,因此对超级电容器电极材料的研究成为目前最热门的研究方向之一。介绍了超级电容器的结构及储能机理,并归纳和整理了碳类、过渡金属氧化物和聚合物电极材料的研究现状,并对未来发展方向进行了展望。     

超级电容管理技术及在电动汽车中的应用综述

车载电源系统是电动汽车的关键部件之一,直接影响其整车性能和制造成本。超级电容具有功率密度高、内阻小、工作温度范围宽以及循环寿命极长等优点,成为车载电源系统的重要发展方向之一。综述超级电容管理技术的研究现状,包括超级电容建模、状态估计、均衡管理等方面的最新研究进展。具体分析现有SOC和SOH估计算法,着重阐述超级电容老化机理及其影响因素,讨论状态估计方法的发展方向。针对超级电容在电动汽车中的应用,介绍复合电源不同拓扑结构及特点,总结现有能量管理策略。此外,阐述超级电容作为独立储能单元的应用情况。最后,对超级电容管理技术的发展和应用前景进行了展望。     

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。     

超级电容器动态特性虚拟测试平台设计

为深入分析超级电容器的动态特性,设计了一个虚拟测试平台实现超级电容器在工作过程中端电压和充放电电流信号的同步采集和数据分析。该平台的设计方法基于虚拟仪器技术和PXI总线技术。针对虚拟测试平台的硬件部分,详细论述了传感器和PXI总线设备的选型以及信号调理电路的设计过程;针对虚拟测试平台的人机界面,采用LabVIEW软件进行开发,实现了信号实时监测和数据分析与处理等功能。实验结果表明,整个虚拟测试平台可以安全、准确、同步地采集超级电容器一个或多个单体的动态特性数据,为超级电容器动态特性的分析与建模提供了依据。     

基于STM32的超级电容储能监测系统设计

为实时了解超级电容器组的运行状态,减小单体之间参数的差异,延长超级电容器组的使用寿命。以STM32和LTC6804为主要器件,采用"集中式"结构设计了一套超级电容储能监测系统,对电压、电流、温度以及均衡电路进行设计,实时监测12节串联的超级电容器组。同时利用LabVIEW软件设计上位机的监测界面,用于实时显示监测数据。实验结果对比分析显示,该系统具有较高的采样精度和准确性。     

使用直流电压调节器的异步电动机的动力制动

使用直流电压调节器能够很简单地实现动力制动状态下,延缓制动的调节(图1)。调节器中利用了转换电容器的振荡重新充电过程。利用电容器的放电能量,截止接在直流电路中的可控硅,电容器就是内阻很小的反向截止电     

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。     

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。