超级电容器.ppt

超级电容器超级电容器超级电容器超级电容器 Supercapacitor 与与蓄电池相似而又不同的一类蓄电池相似而又不同的一类储能器件或储能装置储能器件或储能装置一、超级电容器概述一、超级电容器概述化学电容化学电容储能机制储能机制可分为：可分为：Ø 双电层电容双电层电容--电极表面与电解液间电极表面与电解液间电极表面与电解液间电极表面与电解液间双电层双电层双电层双电层储能Ø 准电容准电容--电极表面快速的电极表面快速的电极表面快速的电极表面快速的氧化氧化氧化氧化- -还原反应储能还原反应储能还原反应储能还原反应储能相应的两类电极相应的两类电极—-—组成三种电容器组成三种电容器 双电层电容器双电层电容器 正、负极正、负极——多孔炭多孔炭 准电容器准电容器 正、负极正、负极————金属化合物、石墨、金属化合物、石墨、金属化合物、石墨、金属化合物、石墨、   导电聚合物导电聚合物导电聚合物导电聚合物          寿命短、电压低寿命短、电压低寿命短、电压低寿命短、电压低 混合电容器混合电容器 电压、能量密度高电压、能量密度高电压、能量密度高电压、能量密度高1、储能原理、储能原理双电层电容原理ØØ双电层电容原理是指由于正负离子在固体电双电层电容原理是指由于正负离子在固体电极与电解液之间的表面上分别吸附极与电解液之间的表面上分别吸附, ,造成两固造成两固体电极之间的电势差体电极之间的电势差, ,从而实现能量的存储。

从而实现能量的存储这种储能原理允许大电流快速充放电这种储能原理允许大电流快速充放电, ,其容量其容量大小随所选电极材料的有效比表面积的增大大小随所选电极材料的有效比表面积的增大而增大ØØ充电时充电时 , ,在固体电极上电荷引力的作用下在固体电极上电荷引力的作用下 , ,电解液中阴阳离子分别聚集两个固体电极的电解液中阴阳离子分别聚集两个固体电极的表面表面 ; ;放电时放电时 , ,阴阳离子离开固体电极的表阴阳离子离开固体电极的表面面 , ,返回电解液本体双电层的厚度取决于返回电解液本体双电层的厚度取决于电解液的浓度和离子大小电解液的浓度和离子大小双电层原理示意图双电层原理示意图双电层双电层电极、溶液界面结构示意图电极、溶液界面结构示意图Struture diagram of the interface between electrode and electrolyte双电层电容器充电状态电位分布曲线双电层电容器充电状态电位分布曲线Profile of the potential across electrochemical double layer capacitor in the charged condition双电层电容器放电状态电位分布曲线双电层电容器放电状态电位分布曲线Prifile of the potential across an electrochemical double-layer capacitor in the discharged condition准电容原理ØØ准电容原理则是利用在电极表面及其附近发生在准电容原理则是利用在电极表面及其附近发生在准电容原理则是利用在电极表面及其附近发生在准电容原理则是利用在电极表面及其附近发生在一定电位范围内快速可逆法拉第反应来实现能量一定电位范围内快速可逆法拉第反应来实现能量一定电位范围内快速可逆法拉第反应来实现能量一定电位范围内快速可逆法拉第反应来实现能量存储。

这种法拉第反应与二次电池的氧化还原反存储这种法拉第反应与二次电池的氧化还原反存储这种法拉第反应与二次电池的氧化还原反存储这种法拉第反应与二次电池的氧化还原反应不同ØØ此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是原电池原电池原电池原电池, ,如如如如: :          （（（（1 1）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线性关系性关系性关系性关系; ;          （（（（2 2）设该系统电压随时间呈线性变化）设该系统电压随时间呈线性变化）设该系统电压随时间呈线性变化）设该系统电压随时间呈线性变化dVdV/ /dtdt=K,=K,则产生的电流为恒定或几乎恒定的容性充电电流则产生的电流为恒定或几乎恒定的容性充电电流则产生的电流为恒定或几乎恒定的容性充电电流则产生的电流为恒定或几乎恒定的容性充电电流I=I=CdVCdV/ /dtdt=CK=CK•此此时时系系统统的的充充放放电电过过程程是是动动力力学学高高度度可可逆逆的的,与与原原电电池池及及蓄蓄电电池池不不同同,但但与与静静电电电电容容类类似似。

这这种种电电化化学学能能量量储储存存系系统统首首先先由由Conway等等与与CraiyofContinental集集团团合合作作,于于1975年年开开始始并并致致力力于于这这方方面面的的研研究究工工作作,研研制制出出采采用用这这种种充充放放电电原原理理的的名名为为超超电电容容的的电电容容器器这这种种充充放放电电行行为为,Ru的的氧氧化化物物(RuO2)表表现现最最显显著著,但但其其最最早早的的表表现现形形式式是是H在在Pt或或Pb在在Au上上进进行行欠欠电电位位沉沉积积,产产生生高高度度可可逆逆的的化化学学吸吸附附、、脱脱附附为为与与双双电电层层电电容容及及电电极极与与电电解解液液界界面面形形成成的的真真正正的的静静电电电电容容相相区区别别,称称这这样样得得到到的的电电容容为为法法拉第准拉第准(赝赝)电容•法法法法拉拉拉拉第第第第准准准准( (赝赝赝赝) )电电电电容容容容不不不不仅仅仅仅只只只只在在在在电电电电极极极极表表表表面面面面, ,而而而而且且且且可可可可在在在在整整整整个个个个电电电电极极极极内内内内部部部部产产产产生生生生, ,因因因因而而而而可可可可获获获获得得得得比比比比双双双双电电电电层层层层电电电电容容容容更更更更高高高高的的的的电电电电容容容容量量量量和和和和能能能能量量量量密密密密度度度度。

在在在在相相相相同同同同电电电电极极极极面面面面积积积积的的的的情情情情况况况况下下下下, ,法法法法拉拉拉拉第第第第准准准准( (赝赝赝赝) )电电电电容可以是双电层电容量的容可以是双电层电容量的容可以是双电层电容量的容可以是双电层电容量的1010～～～～100100倍　　　超级电容器的大容量和高功率充放电就是由　超级电容器的大容量和高功率充放电就是由　超级电容器的大容量和高功率充放电就是由　超级电容器的大容量和高功率充放电就是由这这这这2 2 2 2种原理产生的充电时种原理产生的充电时种原理产生的充电时种原理产生的充电时, , , ,依靠这依靠这依靠这依靠这2 2 2 2种原理储存电种原理储存电种原理储存电种原理储存电荷荷荷荷, , , ,实现能量的积累实现能量的积累实现能量的积累实现能量的积累; ; ; ;放电时放电时放电时放电时, , , ,又依靠这又依靠这又依靠这又依靠这2 2 2 2原理原理原理原理, , , ,实现实现实现实现能量的释放能量的释放能量的释放能量的释放    　　因此　　因此　　因此　　因此, , , ,制备高性能的超级电容器有制备高性能的超级电容器有制备高性能的超级电容器有制备高性能的超级电容器有2 2 2 2个途径个途径个途径个途径: : : :一是增大电极材料比表面积一是增大电极材料比表面积一是增大电极材料比表面积一是增大电极材料比表面积, , , ,从而增大双电层电容从而增大双电层电容从而增大双电层电容从而增大双电层电容量量量量; ; ; ;二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率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。

从而提高准电容容量从而提高准电容容量从而提高准电容容量但实际上对一种电极材料但实际上对一种电极材料但实际上对一种电极材料但实际上对一种电极材料而言而言而言而言, , , ,这这这这2 2 2 2种储能机理往往同时存在种储能机理往往同时存在种储能机理往往同时存在种储能机理往往同时存在, , , ,只不过是以何只不过是以何只不过是以何只不过是以何者为主而已者为主而已者为主而已者为主而已   2、性能特点、性能特点--介于电池与物理电容器之间介于电池与物理电容器之间          性性性性        能能能能                  铅酸电池铅酸电池铅酸电池铅酸电池          超级电容器超级电容器超级电容器超级电容器      普通电容器普通电容器普通电容器普通电容器      充电时间充电时间充电时间充电时间               1-51-5小时小时小时小时              0.0.3-3-若干秒若干秒若干秒若干秒      1010-3-3—10—10-6-6秒秒秒秒      放电时间放电时间放电时间放电时间             0.3-30.3-3小时小时小时小时          0.0.3-3-若干秒若干秒若干秒若干秒      1010-3-3—10—10-6-6秒秒秒秒     比能比能比能比能WhWh/kg       30- 40           /kg       30- 40           1- 201- 20      <0.1      <0.1      循环寿命循环寿命循环寿命循环寿命                   3 3 3 30000                    >10000>10000         >100000         >100000     比功率比功率比功率比功率W/kg    1000>1000   <100000   <100000     充放电效率充放电效率充放电效率充放电效率          0.7-0.85       0.7-0.85       0.85-0.980.85-0.98         >0.95         >0.95 3、超级电容器的优点、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. 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二、超级电容器二、超级电容器 技术及电极材料技术及电极材料的的进展进展1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料——超级电容器的核心超级电容器的核心2、准电容储能材料、准电容储能材料3、高性能电解质溶液、高性能电解质溶液4、以减轻重量为中心的结构设计、以减轻重量为中心的结构设计1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料 性能要求性能要求1 1、、、、高高高高比表面比表面比表面比表面 > 1000> 1000mm2 2/g /g 理论比电容理论比电容理论比电容理论比电容 > > 250 250 F/gF/g 2 2、、、、高高高高中孔孔容中孔孔容中孔孔容中孔孔容 12121212~ ~40404040Å Å     400400400400   l/gl/gl/gl/g，，，， 大于大于大于大于40404040Å Å Å Å的孔容的孔容的孔容的孔容     50505050   l/gl/gl/gl/g，，，，3 3、、、、高高高高电导率电导率电导率电导率4 4、、、、高高高高的堆积比重的堆积比重的堆积比重的堆积比重 5 5、、、、高高高高纯度纯度纯度纯度 灰份灰份灰份灰份 < 0.1%< 0.1%6 6、、、、高高高高性价比性价比性价比性价比7 7、、、、良好良好良好良好的电解液浸润性的电解液浸润性的电解液浸润性的电解液浸润性各各指指标间标间相互相互矛盾矛盾二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料的的的的进展进展进展进展v 已研制的电容炭材料已研制的电容炭材料活性炭（粉、纤维、布）活性炭（粉、纤维、布） ——应用最多的电极材料应用最多的电极材料纳米碳管纳米碳管碳气凝胶碳气凝胶活化玻态炭活化玻态炭     纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料活性炭活性炭Ø优势：优势：（（1 1 1 1）成本较低；）成本较低；）成本较低；）成本较低； （（（（2 2）比表面积高；）比表面积高；）比表面积高；）比表面积高；（（（（3 3）实用性强；）实用性强；）实用性强；）实用性强； （（（（4 4）生产制备工艺成熟；）生产制备工艺成熟；）生产制备工艺成熟；）生产制备工艺成熟；（（（（5 5 5 5）高比）高比）高比）高比容量，最高达到容量，最高达到容量，最高达到容量，最高达到500F/g500F/g，，，，一般一般一般一般200F/g200F/g。

Ø性能影响因素：性能影响因素： （（（（1 1 1 1）炭化、活化条件，高温处理；）炭化、活化条件，高温处理；）炭化、活化条件，高温处理；）炭化、活化条件，高温处理；（（（（2 2 2 2）孔分布情况；）孔分布情况；）孔分布情况；）孔分布情况；（（（（3 3 3 3）表面官能团）表面官能团）表面官能团）表面官能团 （（（（4 4 4 4）杂质Ø研究趋势：研究趋势： 材料复合、降低成本材料复合、降低成本材料复合、降低成本材料复合、降低成本1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料Ø 含氧官能团越多，导电性越差含氧官能团越多，导电性越差Ø羧基羧基浓度越大，漏电电流越大，储存性能浓度越大，漏电电流越大，储存性能越差Ø 羧基羧基浓度越高，静态电位越高，越易析浓度越高，静态电位越高，越易析氧，电极越不稳定氧，电极越不稳定处理炭表面官能团，提高性能处理炭表面官能团，提高性能活性炭表面官能团的作用活性炭表面官能团的作用1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料Ø 增加电导率和密度，增加电导率和密度，Ø 减少表面官能团，也减小比表面、比容量减少表面官能团，也减小比表面、比容量 。

Ø适宜的适宜的高温处理，可提高大电流下高温处理，可提高大电流下体积比体积比容量容量 Ø 进行进行二次活化可二次活化可提高比表面提高比表面--重量比容量重量比容量 高温处理高温处理的影响的影响1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料活性炭纤维的研究新例活性炭纤维的研究新例Ø 纺丝原料的纺丝原料的“掺杂掺杂”    1、过渡金属螯合物、过渡金属螯合物 —活化催化剂活化催化剂    2、低分解点、低残炭量共聚物、低分解点、低残炭量共聚物    3、纳米材料、纳米材料 — 炭黑等炭黑等Ø 酚醛树脂酚醛树脂纤维和布纤维和布    炭化、活化炭化、活化1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料   生产用粉状活性炭性能的比较生产用粉状活性炭性能的比较KOHKOH电解液体系电解液体系电解液体系电解液体系1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料 有机电解液电容炭性能比较有机电解液电容炭性能比较1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料碳纳米管碳纳米管特点特点 1、导电性好，比功率高、导电性好，比功率高 2、比表面小，比容量低、比表面小，比容量低 3、成本高、成本高作为添加剂使用作为添加剂使用1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料碳气凝胶碳气凝胶——电子导电性好电子导电性好电子导电性好电子导电性好      R+FR+F以以以以NaNa2 2COCO3 3催化热凝催化热凝催化热凝催化热凝                  凝胶凝胶凝胶凝胶                  丙酮置换丙酮置换丙酮置换丙酮置换                                      无水凝胶无水凝胶无水凝胶无水凝胶                液体液体液体液体COCO2 2置换置换置换置换                超临界干燥超临界干燥超临界干燥超临界干燥                      RF-RF-气凝胶气凝胶气凝胶气凝胶                炭化炭化炭化炭化                  碳气凝胶碳气凝胶碳气凝胶碳气凝胶                                                                                                                            电容器产品性能：电容器产品性能：功率功率功率功率 4000 W/kg4000 W/kg，，，，能量能量能量能量 1 1 WhWh/kg/kg 缺点缺点：：制备费力制备费力制备费力制备费力 1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料玻态炭玻态炭 电导率高电导率高，，机械性能好；机械性能好；结构致密，慢升温制作难，价贵。

结构致密，慢升温制作难，价贵                                                                                             只能表层活化只能表层活化只能表层活化只能表层活化                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    多孔碳层多孔碳层多孔碳层多孔碳层      厚厚厚厚15~20 um15~20 um多孔碳层的电导率高，多孔碳层的电导率高，多孔碳层的电导率高，多孔碳层的电导率高，多孔碳层比功率多孔碳层比功率多孔碳层比功率多孔碳层比功率18kW/L18kW/L                                                                  但电容器的比能量很低（但电容器的比能量很低（但电容器的比能量很低（但电容器的比能量很低（0.07Wh/L0.07Wh/L））））玻态炭玻态炭玻态炭玻态炭纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭活性玻态炭活性玻态炭活性玻态炭活性玻态炭整体多孔整体多孔整体多孔整体多孔，，，，比能量提高比能量提高比能量提高比能量提高快速升温炭化快速升温炭化快速升温炭化快速升温炭化，，，，成本大降成本大降成本大降成本大降 纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭与与碳气凝胶碳气凝胶性能比较性能比较 项目项目项目项目纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭纳米孔玻态炭碳气凝胶碳气凝胶碳气凝胶碳气凝胶（美国）（美国）（美国）（美国）比表面积比表面积比表面积比表面积   mm2 2/g/g   800800~ ~19001900400400~ ~10001000电导率电导率电导率电导率   S/cmS/cm   7 7~ ~60605 5~ ~4040电极密度电极密度电极密度电极密度   g/cmg/cm3 3   0.730.730.700.70最佳比容量最佳比容量最佳比容量最佳比容量   F/gF/g   230230170170制备条件制备条件制备条件制备条件常规方法、简单方便常规方法、简单方便常规方法、简单方便常规方法、简单方便超临界干燥周超临界干燥周超临界干燥周超临界干燥周期长、费用高期长、费用高期长、费用高期长、费用高1 1、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料、多孔电容炭材料2、准电容储能材料、准电容储能材料对金属化合物的性能要求对金属化合物的性能要求：：1、高比表面、高比表面 ——多孔，高比能量多孔，高比能量2、低电阻率、低电阻率 ——高比功率高比功率 3、化学稳定性、化学稳定性—— 长寿命长寿命4、、高纯度高纯度—— 减少自放电减少自放电5、价格低、价格低—— 便于推广应用便于推广应用二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料的的的的进展进展进展进展2 2、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料a. 贵金属贵金属v  贵金属贵金属RuO2电容性能研究电容性能研究Ø 使用硫酸电解液；容量高，功率大，使用硫酸电解液；容量高，功率大，成本高。

成本高Ø  热分解氧化法热分解氧化法380F/gØ 溶胶溶胶-凝胶法凝胶法 768F/g  v 添加添加W、、Cr、、Mo、、V、、Ti等的氧化物等的氧化物Ø 降低成本降低成本Ø 复合后性能高：复合后性能高：ü   WO3/RuO2比容量高达比容量高达560F/gü   Ru1-yCryO2 xH2O比容量高达比容量高达840F/g ü   活性炭上沉积活性炭上沉积0.4mm无定形钌膜达到无定形钌膜达到900F/g2 2、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料b、、廉价金属取代贵金属廉价金属取代贵金属v MnO2材料材料      溶胶溶胶溶胶溶胶- -凝胶法制得凝胶法制得凝胶法制得凝胶法制得MnOMnO2 2水合物在水合物在水合物在水合物在KOHKOH溶液中溶液中溶液中溶液中比容量为比容量为比容量为比容量为689F/g689F/gv NiO材料材料Ø   溶胶溶胶溶胶溶胶- -凝胶法制得多孔凝胶法制得多孔凝胶法制得多孔凝胶法制得多孔NiONiO比容量比容量比容量比容量265F/g265F/gØ   北航做纳米北航做纳米北航做纳米北航做纳米Ni(OH)Ni(OH)2 2容量容量容量容量500F/g500F/g以上。

以上Ø   Ni(OH)Ni(OH)2 2干凝胶干凝胶干凝胶干凝胶容量容量容量容量900F/g900F/g2 2、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料v 多孔多孔V2O5水合物比容量水合物比容量350 F/g（在（在KCl溶液）溶液）v Co2O3干凝胶干凝胶比容量比容量291F/g（（KOH溶液中）溶液中） v  -Mo2N比容量比容量203F/g2 2、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料v 研究情况研究情况：：         聚苯胺聚苯胺、、聚对苯聚对苯、、聚并苯聚并苯、、聚吡咯、聚吡咯、聚噻吩、聚噻吩、  聚乙炔、聚亚胺酯聚乙炔、聚亚胺酯v 性能特点性能特点：：Ø 可快速充放电、温度范围宽、不污染可快速充放电、温度范围宽、不污染环境环境 ；；Ø 稳定性、循环性问题稳定性、循环性问题c、、导电聚合物导电聚合物2 2、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料、准电容储能材料3、高性能电解质溶液、高性能电解质溶液v 性能要求：性能要求：          分解电压要高；分解电压要高；分解电压要高；分解电压要高；          电导率要高；电导率要高；电导率要高；电导率要高；          电解液的浓度大；电解液的浓度大；电解液的浓度大；电解液的浓度大；          电解液的浸润性好；电解液的浸润性好；电解液的浸润性好；电解液的浸润性好；          电解液纯度高；电解液纯度高；电解液纯度高；电解液纯度高；          不与电极反应；不与电极反应；不与电极反应；不与电极反应；          使用温度范围要宽。

使用温度范围要宽使用温度范围要宽使用温度范围要宽二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料的的的的进展进展进展进展3 3、高性能电解质溶液、高性能电解质溶液、高性能电解质溶液、高性能电解质溶液v 电容器电解质：电容器电解质：Ø 水溶液：水溶液：水溶液：水溶液：酸性体系酸性体系酸性体系酸性体系————硫酸硫酸硫酸硫酸                                    碱性体系碱性体系碱性体系碱性体系————氢氧化钾氢氧化钾氢氧化钾氢氧化钾Ø 有机电解液：有机电解液：有机电解液：有机电解液：EtEt4 4NBFNBF4 4/PC/PC（（（（小型电容器，高温性能好）小型电容器，高温性能好）小型电容器，高温性能好）小型电容器，高温性能好）                                                    EtEt4 4NBFNBF4 4/AN/AN（（（（大型，大功率、低温）大型，大功率、低温）大型，大功率、低温）大型，大功率、低温）                                                    LiAlClLiAlCl4 4/SOCl/SOCl2 2        季磷盐季磷盐季磷盐季磷盐( R( R4 4P P+ +) )电导率高、电化学稳定性好，可以提高电电导率高、电化学稳定性好，可以提高电电导率高、电化学稳定性好，可以提高电电导率高、电化学稳定性好，可以提高电容器的分解电压容器的分解电压容器的分解电压容器的分解电压   ( (达达达达5.45.4～～～～5.5 V)5.5 V)。

   Ø   固体电解质：固体电解质：固体电解质：固体电解质：   LiLi   CF3SO2CF3SO2      2 2N/PEO N/PEO 、、、、RbAgRbAg4 4I I5 5   4. 以减轻重量为中心的结构设计以减轻重量为中心的结构设计Ø   电极设计、封装设计、特殊用途设计：电极设计、封装设计、特殊用途设计：           卷绕式卷绕式           平板式平板式 （（单体单体单体单体内并内并内并内并结构）结构）结构）结构）           双极性结构双极性结构（（单体单体单体单体内串内串内串内串结构）结构）结构）结构）Ø 软包装的应用软包装的应用Ø 模块化、独立功能化设计模块化、独立功能化设计   二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料二、技术及电极材料的的的的进展进展进展进展三、超级电容器生产情况三、超级电容器生产情况v  1954年年第一份超级电容器的专利第一份超级电容器的专利v  小尺寸超级电容器：小尺寸超级电容器：     1978年，年， 松下，松下，Goldcap牌，最早产品；牌，最早产品；     1980年，年，NEC公司；公司；      80年代末，年代末，ELNA公司；等。

公司；等电容器的容量值电容器的容量值0.01~几法拉几法拉1. 超级电容器发展简介超级电容器发展简介v  20世纪世纪80年代末年代末 ，，由于电动汽车发展的需由于电动汽车发展的需要，要，大尺寸超级电容器大尺寸超级电容器的研制成为热点的研制成为热点        俄、俄、欧欧、、美美、日、日等国列入国家研究计划等国列入国家研究计划Ø      美国美国美国美国SurpercapacitorSurpercapacitor Symposium Symposium；；；；从从从从19911991年年年年起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会；起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会；起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会；起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会；                  美国能源部美国能源部美国能源部美国能源部制定了超级电容器的近期、中期、长期制定了超级电容器的近期、中期、长期制定了超级电容器的近期、中期、长期制定了超级电容器的近期、中期、长期的研究目标的研究目标的研究目标的研究目标      Ø     日本日本日本日本设立新电容器研究会；设立新电容器研究会；设立新电容器研究会；设立新电容器研究会；   将将将将超级电容器研究列超级电容器研究列超级电容器研究列超级电容器研究列入入入入“ “新阳光新阳光新阳光新阳光” ”计划。

计划Ø     以以以以SaftSaft牵头，牵头，牵头，牵头，欧盟组织欧盟组织欧盟组织欧盟组织电动车超级电容器的研制电动车超级电容器的研制电动车超级电容器的研制电动车超级电容器的研制1. 1. 超级电容器发展简介超级电容器发展简介超级电容器发展简介超级电容器发展简介      我国从我国从90年代开始研制超级电容器及其电极年代开始研制超级电容器及其电极材料超级电容器及其关键材料的研制已纳入超级电容器及其关键材料的研制已纳入“十五十五”、、 “十一五十一五” “863”计划中的部分计划中的部分专项和主题：专项和主题：           电动车专项电动车专项           纳米材料专项纳米材料专项           特种功能材料技术主题，等特种功能材料技术主题，等 投入力度投入力度与国外相比还有很大差距与国外相比还有很大差距 1. 1. 超级电容器发展简介超级电容器发展简介超级电容器发展简介超级电容器发展简介2. 超级电容器主要生产公司及其产品超级电容器主要生产公司及其产品v 国外主要生产厂家：国外主要生产厂家：   德德国国————  EPCOS AG  韩韩国国————  Ness cap 美美国国———— Maxwell,   Elna ,  Cooper Industries  俄俄罗罗斯斯———— E S M A ,       A C O N D 日日本本———— Nippon chemi-Con,    NEC-Tokin, 　　             Matsushita Elecronic Components,Ltd  澳澳大大利利亚亚————  Cap-XX三、超级电容器生产情况三、超级电容器生产情况三、超级电容器生产情况三、超级电容器生产情况Ø EPCOS AG（（德国）德国）ü 生产大、中型，生产大、中型， C/有机电解液有机电解液 /C，，品种多品种多ü   单体电容器：电压：单体电容器：电压：单体电容器：电压：单体电容器：电压：2.3V2.3V、、、、2.5V2.5V                                                    电容：电容：电容：电容：5F~5000F5F~5000Fü   电容器模块：电压：电容器模块：电压：电容器模块：电压：电容器模块：电压：1414、、、、2828、、、、4242、、、、5656、、、、75V         75V                                                             电容：电容：电容：电容：3.3F~600F 3.3F~600F ü产品特点产品特点产品特点产品特点:   :   电极工艺活性炭涂布电极和活性炭纤维电电极工艺活性炭涂布电极和活性炭纤维电电极工艺活性炭涂布电极和活性炭纤维电电极工艺活性炭涂布电极和活性炭纤维电极。

极内阻低、功率密度大；循环寿命内阻低、功率密度大；循环寿命内阻低、功率密度大；循环寿命内阻低、功率密度大；循环寿命5050万次万次万次万次ü   主要用途主要用途主要用途主要用途:  :  自动仪表自动仪表自动仪表自动仪表   、、、、数码相机；电动车、起重机、数码相机；电动车、起重机、数码相机；电动车、起重机、数码相机；电动车、起重机、叉车、升降机、工业机器人、工业叉车、升降机、工业机器人、工业叉车、升降机、工业机器人、工业叉车、升降机、工业机器人、工业UPSUPS等等等等                               2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司EPCOS AG（（德国）德国）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司比能量：比能量：比能量：比能量：<1<1whwh/kg/kg比功率：比功率：比功率：比功率：1.21.2kW/kgkW/kg 比能量：比能量：比能量：比能量：2.52.5whwh/kg/kg比功率：比功率：比功率：比功率：1212kW/kgkW/kg 电容器模块电容器模块2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司比比能量能量 1.3~2.0wh/kg,  比功率比功率3.7~6.7kw/kgØ Ness cap（（韩国）韩国）ü 生产大、中型，生产大、中型， C/有机电解液有机电解液 /Cü   单体电容器：电压：单体电容器：电压：单体电容器：电压：单体电容器：电压：2.3V2.3V、、、、2.7V2.7V                                                    电容：电容：电容：电容：3F~5000F3F~5000Fü   产品特点产品特点产品特点产品特点: :   电极工艺采用活性炭涂布法电极工艺采用活性炭涂布法电极工艺采用活性炭涂布法电极工艺采用活性炭涂布法   。

      综合性能最好综合性能最好综合性能最好综合性能最好      中型：中型：中型：中型：比能量：比能量：比能量：比能量：4.1 4.1 whwh/kg,  /kg,  比功率比功率比功率比功率10.110.1kwkw/kg/kg；；；；      大型：大型：大型：大型：比能量比能量比能量比能量   4.44.4whwh/kg,  /kg,  比功率比功率比功率比功率5.25.2kwkw/kg/kgü   主要用途主要用途主要用途主要用途:  : 汽车音响汽车音响汽车音响汽车音响——改善音质；改善音质；改善音质；改善音质；                                          太阳能照明和风能的储存电源等太阳能照明和风能的储存电源等太阳能照明和风能的储存电源等太阳能照明和风能的储存电源等                               2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ness cap（（韩国）韩国）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Maxwell（（美国）美国）ü 美国主要的超级电容器生产商，生产大、中型美国主要的超级电容器生产商，生产大、中型美国主要的超级电容器生产商，生产大、中型美国主要的超级电容器生产商，生产大、中型   ，，，，                      C/C/有机电解液有机电解液有机电解液有机电解液   /C/C       PC(    PC(PowercachePowercache) )系列：单体电压：系列：单体电压：系列：单体电压：系列：单体电压：2.52.5ＶＶＶＶ　　　　　　　　　　　　电容：　　　　　　　　　　　　电容：　　　　　　　　　　　　电容：　　　　　　　　　　　　电容：4~25004~2500Ｆ，方型　Ｆ，方型　Ｆ，方型　Ｆ，方型　   BCAPBCAP系列：单体电压：系列：单体电压：系列：单体电压：系列：单体电压：2.52.5ＶＶＶＶ　　　　                                            电容：电容：电容：电容：8~26008~2600Ｆ，圆柱型Ｆ，圆柱型Ｆ，圆柱型Ｆ，圆柱型　　ü   主要用途主要用途主要用途主要用途:  : 中型主要用于计算机和通讯系统的备用中型主要用于计算机和通讯系统的备用中型主要用于计算机和通讯系统的备用中型主要用于计算机和通讯系统的备用电源；大型电容器主要用于电动汽车和其它运输车，电源；大型电容器主要用于电动汽车和其它运输车，电源；大型电容器主要用于电动汽车和其它运输车，电源；大型电容器主要用于电动汽车和其它运输车，工业用大型工业用大型工业用大型工业用大型UPS UPS 　　　　　　　　     　　　　　　　　                               2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Maxwell（（美国）美国）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司2700F450FØ ESMA（（俄罗斯）俄罗斯）ü 生产大型生产大型 C/KOH /Ni(OH)2混合型混合型ü 单体电容器：单体电容器：电压：电压：电压：电压：1.31.3V V、、、、1.6V1.6Vü 启动型电容器启动型电容器:比能量约比能量约3whwh/kg,  /kg,  比功率约比功率约比功率约比功率约     2 2kwkw/kg/kg　　牵引型电容器牵引型电容器:比能量约比能量约10whwh/kg,  /kg,  比功率比功率比功率比功率0.60.6kwkw/kg/kg主要用途主要用途: 电动公交车、混合电动车等电动公交车、混合电动车等                                                                         2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司ESMA（（俄罗斯）俄罗斯）电容器单体电容器单体电容器模块电容器模块2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Nippon chemi-Con （（日）日）ü 生产大型生产大型, C/有机电解液有机电解液 /C           商标号：商标号： DLCAPü 单体电容器：电压：单体电容器：电压：2.3V、、2.5V                          电容：电容：300F~3000F                          有方型和圆柱型有方型和圆柱型     电容器模块：电压：电容器模块：电压：5~500Vü产品特点：大容量单体，高电压模块产品特点：大容量单体，高电压模块ü主要用途主要用途:     混合电动车、燃料电池电动车混合电动车、燃料电池电动车等等                                                                                                                     2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Nippon chemi-Con （（日本）日本）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Elna （（美国）美国）ü  生产中、小型生产中、小型, C/有机电解液有机电解液 /C         商标号：商标号：商标号：商标号：Dynacap Dynacap ü     电容器：电压：电容器：电压：电容器：电压：电容器：电压：2.5~6.3V2.5~6.3V                                      电容：电容：电容：电容：0.47F~100F0.47F~100Fü      产品特点及主要用途产品特点及主要用途产品特点及主要用途产品特点及主要用途   :  : 鼓型、扭扣型容量小、内阻鼓型、扭扣型容量小、内阻鼓型、扭扣型容量小、内阻鼓型、扭扣型容量小、内阻大，主要用于存储器的后备电源；圆柱型的容量较大、大，主要用于存储器的后备电源；圆柱型的容量较大、大，主要用于存储器的后备电源；圆柱型的容量较大、大，主要用于存储器的后备电源；圆柱型的容量较大、内阻小，可用作电子设备的高功率放电。

内阻小，可用作电子设备的高功率放电内阻小，可用作电子设备的高功率放电内阻小，可用作电子设备的高功率放电                               2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Elna （（美国）美国）鼓型、扭扣型、圆柱型鼓型、扭扣型、圆柱型2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Cooper Industries （（美国）美国）ü 生产中、小型生产中、小型, C/有机电解液有机电解液 /C             商标号：商标号：商标号：商标号：PowerstorPowerstor，，，，          有四个系列产品有四个系列产品有四个系列产品有四个系列产品A A、、、、B B、、、、Ｐ、Ｐ、Ｐ、Ｐ、F Fü   超级电容器：电压：超级电容器：电压：超级电容器：电压：超级电容器：电压：2.5V2.5V、、、、3.6V3.6V、、、、5V 5V 、、、、12V 12V 、、、、24V24V 电容：电容：电容：电容：0.22F~50F0.22F~50F ü   产品特点产品特点产品特点产品特点: :电极材料电极材料电极材料电极材料碳气凝胶。

内阻小，能提供高功碳气凝胶内阻小，能提供高功碳气凝胶内阻小，能提供高功碳气凝胶内阻小，能提供高功率充放电率充放电率充放电率充放电ü   主要用途主要用途主要用途主要用途     : :电子设备的信息存储，移动通讯等电子设备的信息存储，移动通讯等电子设备的信息存储，移动通讯等电子设备的信息存储，移动通讯等                               2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Cooper Industries （（美国）美国）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Matsushita （（日本）日本）ü 生产中、小型生产中、小型 ,C/有机电解液有机电解液 /Cü 有有8个系列产品个系列产品SD 、、SG、、 SE、、 NF、、F 、、EL 、、EN 、、HW、、ü 超级电容器：电压：超级电容器：电压：2.3V、、2.5V、、3.3V、、5.5V                          电容：电容：0.022F~50 F                                 2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Matsushita （（日本）日本）Series/TypestyleParts NoBody shapeCategory temp. rangeEnduranceFeaturesMax. operating voltageCapacitance----Celh-VF   Multilayer type series SD                 EECS0HDxxxxxMultilayer type-25 to +701000Tabbed lead terminals           5.50.022 to 0.33   Multilayer type series SG            EECS5R5 xxxx0.47 to 1.5   Multilayer type series SE           EECSE0Hxxxxx5mm pitch lead taping0.022 to 0.22   Multilayer type series NF          EECF5R5UxxxxFlat type, General purpose0.1 to 1.5   Multilayer type series F         EECF5R5Hxxxx-25 to +8585 Cel Flat type0.047 to 1.0   Coin type series EL            EECE0ELxxxxxCoin type-25 to +70Coin type with terminal       2.50.47 to 2.0   Surface Mount Type series EN                 EECENxxxxxxxSurface Mount Type-10 to +60500Re-flow soldering methode available      3.30.2   Roll type series HW             EECHWxxxxxxxRadial Lead Type-25 to +60(+70)1000Large Cap.      2.31 to 502. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø NEC-Tokin（（日本）日本）ü 生产小型生产小型, C/有机电解液有机电解液 /C ，，电容电容0.047~1Fü品种繁多品种繁多    有有FC、、FM、、FG、、FY、、FR、、FS、、FT、、    FA、、FEHP、、HV、、ED/C等十二个系列等十二个系列ü 以以5.5V、、0.047~1F电容器为主要产品电容器为主要产品ü   产品特点和用途：产品特点和用途：产品特点和用途：产品特点和用途：内阻大，漏电小，储存寿命长。

内阻大，漏电小，储存寿命长内阻大，漏电小，储存寿命长内阻大，漏电小，储存寿命长用作存储器的后备电源用作存储器的后备电源用作存储器的后备电源用作存储器的后备电源                                                                                                                                     2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司NEC-Tokin（（日本）日本）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Cap-XX（（澳大利亚）澳大利亚）ü 生产小型生产小型生产小型生产小型,  , C/C/有机电解液有机电解液有机电解液有机电解液   /C/C   ，，，，        有五个系列产品有五个系列产品有五个系列产品有五个系列产品      GW GW 、、、、GW2GW2、、、、   GS1GS1、、、、   GS2GS2、、、、   HS2HS2ü 超级电容器：电压：超级电容器：电压：超级电容器：电压：超级电容器：电压：2.25V~4.5 V2.25V~4.5 V                                                    电容：电容：电容：电容：0.09F~2.8 F0.09F~2.8 F   ü   产品特点产品特点产品特点产品特点:  : 超薄形设计（最大厚度不过超薄形设计（最大厚度不过超薄形设计（最大厚度不过超薄形设计（最大厚度不过3.93.9毫米），毫米），毫米），毫米），脉冲放电性能好。

脉冲放电性能好脉冲放电性能好脉冲放电性能好ü   主要用途主要用途主要用途主要用途:  : 高高高高功率放电的电子设备，如移动通讯、功率放电的电子设备，如移动通讯、功率放电的电子设备，如移动通讯、功率放电的电子设备，如移动通讯、GPSGPS定位仪、数码相机等定位仪、数码相机等定位仪、数码相机等定位仪、数码相机等                                                                                                                     2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Cap-XX（（澳大利亚）澳大利亚） GW1GW2GS1GS2HS2Capacitance (F)Capacitance (F)0.18 to 1.60.18 to 1.60.09 to 0.80.09 to 0.80.2 to 2.80.2 to 2.80.1 to 1.40.1 to 1.40.2 to 0.80.2 to 0.8ESR (ESR (milliOhmsmilliOhms) )20 to 6020 to 6040 to 11540 to 11512 to 5012 to 5024 to 10024 to 10050 to 7550 to 75Leakage CurrentLeakage Current1 1 (  (microAmicroA) )<2<2Short Circuit Current (A) Max.Short Circuit Current (A) Max.3030Dimensions Dimensions (mm x mm)(mm x mm)28.5 x 1728.5 x 1728.5 x 1728.5 x 1739 x 1739 x 1739 X 1739 X 1739 X 1739 X 17Thickness (mm)Thickness (mm)0.81 to 1.90.81 to 1.91.7 to 3.91.7 to 3.90.75 to 1.90.75 to 1.91.6 to 3.91.6 to 3.92.2 to 3.252.2 to 3.25Voltage (V) NominalVoltage (V) Nominal2.252.254.54.52.252.254.54.54.54.5Voltage (V) PeakVoltage (V) Peak2.52.55 52.52.55 55 5WeightWeight2 2 (gm) (gm)0.6 to 1.50.6 to 1.51.3 to 3.51.3 to 3.50.9 - 30.9 - 32 to 52 to 51.5 to 21.5 to 2PackagingPackagingSoft CasingSoft CasingOperating Temp. (degrees C)Operating Temp. (degrees C)-30° to +75°-30° to +75°-30° to +85°-30° to +85°Storage Temp. (degrees C)Storage Temp. (degrees C)-40° to +75°-40° to +75°-40° to +85°-40° to +85°TerminationsTerminationsSolderableSolderable tabs tabsShockShockIEC 68-2-27, Test Ea. IEC 68-2-27, Test Ea. VibrationVibrationIEC 68-2-6 Test IEC 68-2-6 Test FcFc.  . Typical ApplicationsTypical ApplicationsMobile Phones        GPRS PCMCIA & CF Cards        Mobile Phones        GPRS PCMCIA & CF Cards        RuggedizedRuggedized   PDAs        PDAs        Digital Digital Still Still Cameras        Notebook PCs        Cameras        Notebook PCs        AMRs        AMRs        Digital Music Player        Wireless Digital Music Player        Wireless Sensor Sensor Networks        Location Tracking Devices        Medical Appliances        ToysNetworks        Location Tracking Devices        Medical Appliances        ToysSpecifications are typical at 20Specifications are typical at 20o oC unless indicated otherwise.C unless indicated otherwise.1 1 Typical leakage of a fully charged device at room temperature, no balance resistors. Typical leakage of a fully charged device at room temperature, no balance resistors.2 2 Weights are for reference only.  Weights are for reference only.  2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司Ø Cap-XX（（澳大利亚）澳大利亚）2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司金正平公司（石）金正平公司（石）——C / C 叠层炭粉叠层炭粉，，KOH巨容公司（哈）巨容公司（哈）   ——C / Ni(OH)2，，KOH奥威公司（沪）奥威公司（沪）   ——C / Ni(OH)2 ，，KOH集星公司（京）集星公司（京）    ——C / C 卷饶炭布，有机卷饶炭布，有机锦州公司（锦州）锦州公司（锦州）——C / C 卷饶炭粉，有机卷饶炭粉，有机大庆大庆                      ——C / C ，，H2SO4，，小型小型双登公司（宁）双登公司（宁）    ——C / Ni(OH)2，，KOH、、新能源（东莞新能源（东莞））   ——C / C，，卷饶小型，有机卷饶小型，有机v 国内主要生产厂家：国内主要生产厂家：2. 2. 超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司超级电容器主要生产公司小型超级电容器小型超级电容器 各种微处理机各种微处理机    玩具车玩具车    闪光灯闪光灯    电动手工具电动手工具大型超级电容器大型超级电容器 各种交通工具各种交通工具 电网电网UPSUPS 医院手术室医院手术室 核反应堆控制核反应堆控制 防护设备防护设备 航空通讯设备航空通讯设备 无线电通讯系统无线电通讯系统 电力高压开关的分合闸操作电力高压开关的分合闸操作 电阻焊机及科研测试设备等电阻焊机及科研测试设备等四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用 —单独使用、复式电源单独使用、复式电源四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用      1.    各种微处理机的各种微处理机的备用电源备用电源和和辅助辅助电源电源（如磁带录像机、空调机、洗衣（如磁带录像机、空调机、洗衣机的控制微电脑）。

机的控制微电脑）  2.    快充慢放电快充慢放电—玩具车，闪光灯，玩具车，闪光灯，手工具      3.  坦克、火箭牵引车等坦克、火箭牵引车等内燃机的起动电源内燃机的起动电源—     减少蓄电池用量，减少蓄电池用量， 延长电池寿命，提高延长电池寿命，提高起动可靠性（俄）起动可靠性（俄）4 .电动坦克刹车时，平抑反电动势，保护控电动坦克刹车时，平抑反电动势，保护控制线路制线路5 .电动起重机的吊件电动起重机的吊件位能回收位能回收6 .电网闪络电网闪络的平抑、的平抑、UPS四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用Supercapacitor 100 kW UPS by Sizuki Electric四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      + +                                              电容器电容器电容器电容器                       恒压电路恒压电路恒压电路恒压电路                                                                                                                                                                                                                                                                        – –                  俄国：莫斯科市电容公交车俄国：莫斯科市电容公交车俄国：莫斯科市电容公交车俄国：莫斯科市电容公交车                                充电一次行驶充电一次行驶充电一次行驶充电一次行驶2020公里公里公里公里              速度速度速度速度   2525公里公里公里公里/ /小时小时小时小时                                电容器电容器电容器电容器        950950kgkg，，，，   0.7m0.7m3 3                                      储能储能储能储能   50MJ      50MJ      可用能可用能可用能可用能   1010度电度电度电度电                日本：电容自行车日本：电容自行车日本：电容自行车日本：电容自行车                                  充电充电充电充电1515秒，行驶秒，行驶秒，行驶秒，行驶2020公里公里公里公里                哈尔滨：哈尔滨：哈尔滨：哈尔滨：     无轨电车离线行驶的电源无轨电车离线行驶的电源无轨电车离线行驶的电源无轨电车离线行驶的电源                上海：上海：上海：上海：电容公交车电容公交车电容公交车电容公交车7.  电车、自行车的电车、自行车的驱动电源驱动电源四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用上海电容公交车上海电容公交车四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用8. 8. 电动车电动车能源能源的的节能节能“能源能源”如果是如果是内燃机内燃机—可减小其设计功率，可减小其设计功率，减轻重量，节省油料，降低污染；减轻重量，节省油料，降低污染；“能源能源”如是如是燃料电池燃料电池—可减小，可减小， 简化设简化设计计“能源能源”如是如是各种蓄电池各种蓄电池—可延长电池寿命，可延长电池寿命，节省电能。

节省电能 四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用HONDA燃料电池燃料电池/超级电容器小轿车超级电容器小轿车1 回收能量回收能量2 辅助启动辅助启动3 稳定电源稳定电源四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用Nissan Capacitor series hybrid busNissan Capacitor series hybrid bus at 2000 Tokyo Motor Show at 2000 Tokyo Motor Show四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用日产汽车公司日产汽车公司2002年推出的年推出的超级电容器混合电动卡车超级电容器混合电动卡车四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用四、超级电容器的应用uu 军事领域军事领域军事领域军事领域uu 电动汽车电动汽车电动汽车电动汽车uu 太阳能和风能太阳能和风能太阳能和风能太阳能和风能uu 无线通信领域无线通信领域无线通信领域无线通信领域uu 消费电子领域消费电子领域消费电子领域消费电子领域uu 工业仪器仪表工业仪器仪表工业仪器仪表工业仪器仪表uu 内燃机车内燃机车内燃机车内燃机车uu 其他领域其他领域其他领域其他领域u超级电容器的应用：超级电容器的应用：超级电容器超级电容器※电池电池+ +超级电容器：超级电容器：可提供可提供高的电能量和电功率高的电能量和电功率，满足电动汽车，满足电动汽车启动、加速、爬坡、制动之大功率需求。

启动、加速、爬坡、制动之大功率需求u未来重要应用领域：未来重要应用领域：Ø电动汽车电动汽车领域领域Ø航天领域航天领域Ø能量存储领域能量存储领域小小型型超超级级电电容容器器用途：用途：小电流长时间放电小电流长时间放电领域：领域：可用在小功率电子及电动玩具产品中做备用电源，或在带时钟的应可用在小功率电子及电动玩具产品中做备用电源，或在带时钟的应 用上进行数据存储，如录音机、用上进行数据存储，如录音机、MP3MP3、家用电器等家用电器等超级电容器超级电容器 中中型型超超级级电电容容器器用途：用途：多用于大电流的短时放电多用于大电流的短时放电领域：领域：在有记忆储存功能的电子产品中做后备电源，注重数据保护和备份，在有记忆储存功能的电子产品中做后备电源，注重数据保护和备份， 适用于带适用于带CPUCPU的智能家电、工控、仪器仪表和通讯领域中的智能家电、工控、仪器仪表和通讯领域中超级电容器超级电容器大大型型超超级级电电容容器器组组超级电容器超级电容器用途：用途：储能使用储能使用领域：领域：电动汽车和混合电动汽车做动力源电动汽车和混合电动汽车做动力源 太阳能储能方面太阳能储能方面 军事领域军事领域 美国宇航局美国宇航局( (NASA)NASA)发明的一种便携式电化学电容器，发明的一种便携式电化学电容器，可供应可供应大电流脉冲大电流脉冲( (瞬间电流瞬间电流600-800600-800A)A)，，其特点为其特点为高效、长寿命、高效、长寿命、全固态离子体材料全固态离子体材料，，无酸碱介质。

无酸碱介质五、超级电容器面临的问题五、超级电容器面临的问题1.动力型锂离子电池的动力型锂离子电池的‘威胁威胁’    比能量大，比功率向比能量大，比功率向3000W/kg前进，前进，是否会取代超级电容器？是否会取代超级电容器？     各展所长，相互补充各展所长，相互补充     进一步提高进一步提高超级电容器超级电容器性能，发挥其性能，发挥其特长特长.2、超级电容器如何发展？、超级电容器如何发展？      探索新材料、新体系探索新材料、新体系 （（1））高能量密度高能量密度超级电容器超级电容器v 有机电解液双电层电容器有机电解液双电层电容器      研制高比容量炭电极材料；研制高比容量炭电极材料；      研制电压窗口宽的电解液体系；研制电压窗口宽的电解液体系；            缩体减重的电容器制备工艺缩体减重的电容器制备工艺五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策 比能量：比能量：75 wh/kg  （（电极材料）电极材料）最大比功率最大比功率：：5 Kw/kg工作电压：工作电压：3.8V “Nanogate Capacitor”JEOL（（日本）日本）NESSNESS2004 Skeleton Nanolaboratory  ，，2.7 V                       v  混合电容器体系混合电容器体系Ø 发展发展高高比表面的纳米金属氧化物（或氮比表面的纳米金属氧化物（或氮化物）化物）准电容储能的准电容储能的电极电极材料；材料；Ø 复合金属化合物；复合金属化合物；Ø 嵌入式化合物作为准电容储能材料嵌入式化合物作为准电容储能材料。

五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策 （（2））高功率密度高功率密度超级电容器体系及其材料超级电容器体系及其材料Ø 纳米材料纳米材料的研制及在电极中的稳定化的研制及在电极中的稳定化 Ø 高电导率高电导率超级电容器电解液体系研制；超级电容器电解液体系研制；Ø 低电阻低电阻制作工艺研究制作工艺研究五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策 3. 打开新的应用天地打开新的应用天地    现尚未进入良性循环的发展阶段现尚未进入良性循环的发展阶段Ø 电容专用炭制备的扩试技术和产业化电容专用炭制备的扩试技术和产业化Ø 批量生产，降低成本批量生产，降低成本Ø 更新观念：加强应用开发的投入更新观念：加强应用开发的投入                   积极宣传其效能积极宣传其效能五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策五、超级电容器面临的问题与对策 。