新能源汽车概论-QhxnyV030401 超级电容器的类型

目录CONTENTS新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型第二部分超级电容的结构第三部分超级电容的工作原理第四部分超级电容器的优缺点01超级电容器的类型超级电容器是介于蓄电池和传统静电电容器之间的一种新型储能装置，它是一种具有超级储电能力、可提供强大脉冲功率的物理二次电源。新能源汽车概论新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型超级电容器主要利用电极/电解质界面电荷分离所形成的双电层，或借助电极表面快速的氧化还原反应所产生的法拉第准电容来实现电荷和能量的储存。新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型超级电容器的类型新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型首先，根据不同的储能机理，可将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类。其中，双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量。法拉第准电容器主要是通过法拉第准电容活性电极材料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应产生法拉第准电容，从而实现对能量的存储与转换。新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型水系超级电容器有机系超级电容器全固态超级电容特点一在非水质的电解液中使用多孔炭材料；特点二能承受接近3V的电压;特点三通过静电积聚，来存储电荷，本质是静电的；特点四因为不存在化学反应，产品使用寿命高。新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型-有机系超级电容特点一在水质的电解液中使用金属氧化物；特点二电压范围与实际使用的金属氧化物有关，通常小于2V；特点三正负电极间发生电荷质子转移，本质是感应电流，并不是静电的；特点四因为存在化学反应，产品使用寿命低。新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型-水系超级电容器新能源汽车概论第一部分超级电容器的类型此外，根据活性材料电机上发生的反应，可分为对称超级电容器和非对称超级电容器。最后，根据电解液的状态形式，又可将超级电容器分为固体电解质超级电容器和液体电解质超级电容器两大类。02超级电容的结构新能源汽车概论新能源汽车概论第二部分超级电容的结构超级电容电池是由电极、集电板、隔膜及电解液组成电极材料与集电板之间要紧密相连，以减小接触电阻；隔膜应满足具有尽可能高的离子电导和尽可能低的电子电导的条件，一般为纤维结构的电子绝缘材料。电解液的类型根据电极材料的性质进行选择。超级电容的结构03超级电容的工作原理新能源汽车概论新能源汽车概论第三部分超级电容的工作原理超级电容的充电过程新能源汽车概论第三部分超级电容的工作原理超级电容充电过程充电时，电子通过外加电源从正极流向负极，同时，正负离子在固体电极上电荷引力的作用下从溶液体相中分离并分别移动聚集到两个固体电极的表面，形成双电层；充电结束后，电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定，在正负极间产生相对稳定的电位差。新能源汽车概论第三部分超级电容的工作原理超级电容的放电过程新能源汽车概论第三部分超级电容的工作原理超级电容放电过程在放电时，电子通过负载从负极流到正极，在外电路中产生电流，正负离子从电极表面被释放，进入溶液体相呈电中性。这种储能原理允许大电流快速充放电，其容量大小随所选电极材料的有效比表面积的增大而增大。双电层的厚度取决于电解液的浓度和离子大小。04超级电容器的优缺点新能源汽车概论新能源汽车概论第四部分超级电容器的优缺点（1）高功率密度。超级电容器的内阻小，输出功率密度高，是一般蓄电池的数十倍。（2）充电速度快。可以用大电流给超级电容器充电，充电10S-10min可达到其额定容量的95%以上。（3）工作温度范围宽。超级电容器能在-40℃～60℃的环境温度中正常工作。新能源汽车概论第四部分超级电容器的优缺点（4）循环寿命长。超级电容器具有至少十万次以上的充电寿命，没有“记忆效应”。（5）简单方便。超级电容器充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；检测方便，剩余电量可直接读出。（6）绿色环保。超级电容器在生产过程中不使用重金属和其他有害化学物质，因而在生产、使用、储存及拆解过程中均没有污染，是一种新型的绿色环保电源。新能源汽车概论第四部分超级电容器的优缺点目前超级电容器可储存的能量比化学电源少得多。（1）低能量密度。超级电容单体电压低，需要多个电容串联才能提升整体电压。（2）低电压。（3）高自放电。它的自放电速率比化学电源要高。超级