超级电容器ppt课件.ppt

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1、超级电容器目录1概念2特点3分类4结构5制作工艺6性能指标7应用8生产厂家超级电容器概念14超级电容器的概念什么是超级电容器？超级电容器（supercapacitor）是指相对传统电容器而言具有更高容量的一种电容器。通过极化电解质来储存能量。超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能特性。1特点26超级电容器的特点超级电容器的八大特点电容量大可任意并联增加电容量工作温度范围宽快速充电大电流放电免维护，环保等效串联电阻相对常规电容大充放电寿命长2分类38超级电容器的分类3导电聚合物超级电容器双电层电容器静电作用（h

2、elmholtz双电层）储能法拉第赝电容器电化学作用（法拉第反应）储能活性炭碳气凝胶碳纳米管石墨烯金属氧化物混合型超级电容器静电和电化学作用共同储能对称型电极复合电极材料非对称型电极赝电容+双电层电极可充电电池型93-1双电层电容器(a)充电-++++++------+++++++------(b)放电++---+---+-+++双电层电容原理由于正负离子在固体电极和电解液之间的表面上分别吸附，造成两固体电极之间的电势差，从而实现能量的存储。充电时，在固体电极上电荷引力的作用下，电解液中的阴阳离子分别聚集在两个固体电极的表面。放电时，阴阳离子离开固体电极的表面，返回

3、电解液本体。其储能过程是物理过程，没有化学反应且过程完全可逆，这与蓄电池电化学储能不同3103-1双电层电容器双电层电容的优缺点(1)寿命长，能维持数百万个充电循环的寿命；(2)每个周期的平均成本低；(3)良好的可逆性；(4)充电和放电率非常高；(5)非常低的内部电阻和随之而来的高周期效率（95%以上）和极低的放热；(6)高输出功率；(7)比功率高；(8)使用无腐蚀性的电解质和低毒性的材料，提高了安全性；(9)简单的充电方法，不必进行过充检测，因为没有过充的可能。(1)一个标准的超级电容器每单位重量储存的能量一般较低；(2)高自放电率，大大高于电化学电池；(3)非常

4、低的内部电阻允许极快速放电时，容易导致隔膜破裂从而发生短路。33优点缺点113-2法拉第赝电容器法拉第赝电容器也叫法拉第准电容，是在电极表面活体相中的二维或三维空间上，电极活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。这种电极系统的电压随电荷转移的量呈线性变化，表现出电容特征，故称为“准电容”，是作为双电层型电容器的一种补充形式。法拉第赝电容3123-2法拉第赝电容(a)充电A–C+A–A–A–C+C+C+C+A–A–C++–A–C+A–A–A–C+C+C+C+A–A–C++–(b)放电充电时，电解液中的离子在外加电场的

5、作用下向溶液中扩散到电极/溶液界面，而后通过界面的电化学反应进入到电极表面活性氧化物的体相中；若电极材料是具有较大比表面积的氧化物，就会有相当多的这样的电化学反应发生，大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新回到电解液中，同时所存储的电荷通过外电路释放出来。3机理13法拉第赝电容的优缺点3-2法拉第赝电容器3法拉第赝电容器优点：在电极面积相同的情况下，法拉第赝电容器的比电容是双电层电容器的10-100倍，同时具有较大的比容量和能量密度。法拉第赝电容器缺点：由于电极反应牵涉到了化学反应过程，往往会有不可逆的成分在，所以可逆性和循环性能相对较差。

6、143-3混合型超级电容器3法拉第赝电容双电层电容一极采用传统的电池电极并通过电化学反应来储存和转化能量，另一极则通过双电层来储存能量的一种超级电容器。定义：混合型超级电容器是电容器研究的热点。在超级电容器的充放电过程中正负极的储能机理不同，因此其具有双电层电容器和电池的双重特征。混合型超级电容器的充放电速度、功率密度、内阻、循环寿命等性能主要由电池电极决定，同时充放电过程中其电解液体积和电解质浓度会发生改变。153-3混合型超级电容器3锂离子电容器结构图163-3混合型超级电容器3锂离子电容器机理电解液中的Li+嵌入到石墨层间形成嵌锂石墨，同时，电解液中的阴离子则

7、吸附在活性炭正极表面形成双电层。Li+从负极材料中脱出回到电解液中，正极活性炭与电解液界面间产生的双电层解离，阴离子从正极表面释放，同时电子从负极通过外电路到达正极。充电放电17三种超级电容器对比3三种超级电容器的优缺点对比结构419超级电容器的结构超级电容器结构电极电解液隔膜导电剂粘结剂集流体无机电解液有机电解液离子电解液电极材料420超级电容器的结构集流体电极材料电解液隔膜超级电容器的结构示意图421超级电容器的结构超级电容器的电极材料44224-1超级电容器的电极材料1.活性炭优势：1、成本低2、比表面积高3、实用性强4、生产制备工艺成熟5、高比容量，能达