超级电容器研究开题报告.ppt

超级电容器 Supercapacitor,二氧化锰纳米阵列超级电容器电极材料的研究 与蓄电池相似而又不同的一类储能器件或储能装置. 它作为一种新型的储能元件，因其功率密度高、充放电迅速的特点在电子产品、电动汽车等领域有着广泛的应用前景。研究开发成本低、性能优越的电极材料对于超级电容器的商品化普及具有重要意义。,3、超级电容器的优点,1. 高功率密度，输出功率密度高达数KW/kg，一般蓄电池的数十倍。 2. 极长的充放电循环寿命，其循环寿命可达万次以上。 3非常短的充电时间，在0.1-30s即可完成。 4解决了贮能设备高比功率和高比能量输出之间的矛盾，将它与蓄电池组合起来，就会成为一个兼有高比功率输出的贮能系统。 5贮能寿命极长，其贮存寿命几乎可以是无限的。 6高可靠性。,制备高性能的超级电容器有2个途径:一是增大电极材料比表面积,从而增大双电层电容量;二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率,从而提高准电容容量。但实际上对一种电极材料而言,这2种储能机理往往同时存在,只不过是以何者为主而已 。,项目研究内容,利用AAO(即阳极氧化铝)模板制备得到MnO2阵列形貌的超薄膜，并直接沉积在集流体表面，来克服电极材料厚度不均匀和不可控的问题，并且有效地提高超级电容器的比表面积，从而提高超级电容器的比电容，最终改善超级电容器的电化学性能。,拟解决的关键问题 研究的关键问题是探索二氧化锰纳米阵列超级电容器电极材料的制备方法，找到材料形貌和排列形式与其电化学性能的对应关系。 项目研究与实施的基础条件 超级电容器的工作原理及制备工艺经过学界多年的研究发展已经比较成熟，我们是在此基础上研究电极材料的形貌和排列形式对其电化学性能的影响，从而改善超级电容器的性能。,项目实施方案 为了研究如何有效地提高了超级电容器的比表面积，我们提出了以MnO2纳米阵列做超级电容器的电极材料，利用AAO模板制备得到MnO2阵列的形貌的超薄膜，并直接沉积在集流体表面，得到厚度均匀的电极材料。 利用SEM、XRD等表征手段分析材料的微观形貌，利用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行表征，比较分析，研究不同的材料的形貌和排列形式对其电化学性能的影响。,小型超级电容器,各种微处理机,玩具车,闪光灯,电动手工具,大型超级电容器 各种交通工具 电网UPS 医院手术室 核反应堆控制 防护设备 航空通讯设备 无线电通讯系统 电力高压开关的分合闸操作,四、超级电容器的应用 单独使用、复式电源,四、超级电容器的应用,1. 各种微处理机的备用电源和辅助电源（如磁带录像机、空调机、洗衣机的控制微电脑）。 2. 快充慢放电玩具车，闪光灯，手工具。,3. 坦克、火箭牵引车等内燃机的起动电源 减少蓄电池用量， 延长电池寿命，提高起动可靠性（俄） 4 .电动坦克刹车时，平抑反电动势，保护控制线路 5 .电动起重机的吊件位能回收 6 .电网闪络的平抑、UPS,四、超级电容器的应用,+ 电容器 恒压电路 俄国：莫斯科市电容公交车 充电一次行驶20公里 速度 25公里/小时 电容器 950kg， 0.7m3 储能 50MJ 可用能 10度电 日本：电容自行车 充电15秒，行驶20公里 哈尔滨： 无轨电车离线行驶的电源 上海：电容公交车,7. 电车