5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年）

标题: 超级电容 [打印本页]
作者: 精微    时间: 2006-10-25 13:34
标题: 超级电容
在网上有一种超级电容可作为电车动力，不知哪位试过  >> 电动车论坛／动力电池与充电器／超级电容------浅谈电容储能

超级电容------浅谈电容储能

(这条文章已经被阅读了 2237 次) 时间：2003/10/31 08:17am　来源：wangshu15


[这个贴子最后由wangshu15在 2003/10/31 08:40am 第 1 次编辑]

   超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应）释放电流，从而为设备提供电源。

   超级电容的特性

一、超级电容器特性：
   a. 体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍；
   b. 充电速度快，10秒内达到额定容量的95%；
   c. 充放电能力强；
   d. 失效开路，过电压不击穿，安全可靠；
   e. 超长寿命，可长达40万小时以上；
   f. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；
   g. 电压类型：2.7v---12.0v
   h. 容量范围：0.1F--1000F

二、超级电容与电池比较，有如下特性：
   a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，（一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上）。
   b. 超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。
   c. 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
   d. 免维护，可密封。
   e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。

   由此看来，用超级电容储能来驱动电动车，可以从根本上解决铅酸电池制约电动车发展的瓶颈，从某些方面说，比飞轮电池更胜一筹。
作者: 精微    时间: 2006-10-25 13:45
快速通道



行业专供电容简介

由于行业的特殊性，对超级电容的性能提出特殊要求，比如在智能水表应用中，要求超级电容具有低内阻、低漏电特性，这样才能最大限度地提高电池的使用寿命，同时又可以释放出大电流，保证电磁阀驱动的可靠性；在百万相素手机拍照时，要求有闪光灯补充光源，必须采用低内阻的超级电容来补充电池的大电流放电能力的不足，同时又要求电容的厚度超薄，这样才能放入手机等产品中。
       
型号：超低价格、高性能、适合消费类电子产品使用的超级电容
更新：2006-4-15 23:56:11
简介：        

此系列超级电容特别针对消费类电子产品而研发，超低价格，超高性能，产品容量分别为1F与0.47F,外形封装包括V H C 三种封装，产品性能稳定，价格低廉，特别适合玩具类电子产品，手摇电筒，手摇发电机等电子产品使用。不含税价：1F每千片单价5元，0.47F每千片单价 4元，量大价格面议。
作者: weiguo01    时间: 2006-10-25 18:26
电容就是电容,再超1000级也不可能取代电池,因储盛的电量跟电池比太微小了,一节五号电池就可充满一千只同体积的超级电容还卓卓有余,但并在电池上是有好处的.
作者: 飞狐    时间: 2006-10-26 18:42
如果要跟锂电池比，不光要比功率密度，还要比能量密度。
不知道能量密度能做到多少？听说有用电容驱动的玩具飞机，不知道要多少F?
20F够吗？
作者: 精微    时间: 2006-10-26 20:17
标题: 能量密度
大概是4.95KW/Kg,上海11路车用这个驱动冲一次大概走3－5公里
作者: zhangqw    时间: 2006-10-26 20:59
原帖由 精微 于 2006-10-26 20:17 发表
大概是4.95KW/Kg,上海11路车用这个驱动冲一次大概走3－5公里

那是电容嘛?!?!?!表示极度怀疑!!!!!!!:em22:
作者: bsq108    时间: 2006-10-27 09:34
没接触过不好说啊,严重关注
作者: 精微    时间: 2006-10-27 11:56
标题: 本人搜到的网站
有个电化学网站有比教详细介绍，可用与军事。www.elesynth.com
作者: 精微    时间: 2006-10-27 12:15
标题: 用途举例
以下为我公司根据哈尔滨一客户提出的要求而定制的超级电容模组，此模组应用于北京低温条件下的坦克启动，应用超级电容后，可以将坦克的启动时间大为缩短，从而提高了坦克的机动反应能力，具体要求及电容模组内部结构图如下：

l            24只2.7V2400F超级电容器串联，包含平衡电路、无氧铜镀银连接片、无氧铜镀银连接螺钉、外壳、引出端子等

l            额定容量≥100F

l            额定电压：60V

l            浪涌电压：65V

l            额定电流：1000A

l            最大电流：≥1800A

l            直流内阻≤24mΩ

l            重量：≤24kg

l            工作温度为-40~70℃
作者: 精微    时间: 2006-10-27 12:16
标题: 本人搜到的网站
http://www.bitwell.cn/proshow.asp?id=90
作者: huyou    时间: 2006-10-28 08:51
原帖由 精微 于 2006-10-26 20:17 发表
大概是4.95KW/Kg,上海11路车用这个驱动冲一次大概走3－5公里


如果有这个能量密度,那简直太可以取代电池了. 可我上回找到的资料算下来,能量密度和锂电还有很大距离呢
作者: weiguo01    时间: 2006-10-28 12:04
自己算去吧24公斤重100法拉超极电容用于10A放电不到一分钟,因1法拉1A放电时每秒电压降低一伏,按充到比使用电压高三伏时,10A放电30秒就低于使用电压了,能当模型电池用吗?但它最大能以1800A电流放电,低于三伏时间为0.16秒,主要用于启动时要瞬间大电流的设备作功率补尝用.
作者: 精微    时间: 2006-10-28 12:56
容量可能够，关键可能要DC-DC保持电压
作者: shixiaoqiang    时间: 2006-10-28 12:56
板凳,
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:00
型号：KORCHIP DR系列超级电容

更新：2006-3-30 22:13:57

简介：  电压：2.5V/2.7V，容量：1F-140F，应用： 太阳能电池板 (如LED型公路交通指示灯，道路指引闪光灯等) ;快速充电以驱动快速充电马达 (如玩具汽车) ;马达及电磁线圈驱动. (如玩具，便携式PC，电动牙刷)
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:09
名称 | SPSCAP 2.7V 2400F




型号  SPSCAP 2.7V 2400F


简介  电压（Rated Voltage）：2.7V ,容量(Rated Capacitance)：2400F，外观尺寸(Demensions)：60mm*56mm*160mm(长*宽*高)

重量：600g  从五伏放到零伏可以以20安放大概6分种
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:12
错拉，应是2.5v不是5v
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:25
理论上讲,基能量密度是0.2 ～ 20.0 之间
商业化的超级电容的能量密度已经能超过5Wh/Kg
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:35
超级电容器要完全代替电池，就要有电池的储能能力。我们来算一笔帐，以48V12AH的电池为例，其储能能力为48V×12AH=576WH=576 瓦×3600秒=2073600焦耳，电容的储能公式为：0.5×C×V×V，以V等于48V代入，不难求出要使它储能为2073600焦耳，电容量应为 1800法拉
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:37
超级电容作为主要供电使用的时候 有个很大的技术问题  举个简单的例子 48V的电池在充满电的时候达到56V  放到45V左右基本能放达容量的85%  但是 同样48V的超级电容  只释放了1/4的能量电压就跌到40~45V  这是由超级电容的放电特性决定 现在一般使用DC-DC模块来解决这问题,但是由于电容的放电状况下 电压下降波动很大  对DC-DC的要求很高所以成本也很高 对80万一辆的公交车来说 不算什么 但是对普通电动车来说 成本太高太高了!! 一辆超级电容的电动车 要达到现在电池的续航能力成本至少在1万元以上
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:41
力合股份子公司华冠电子协同清华大学经过多年来的研究，在最近一年内在超级电容领域取得重大突破，目前已经开发进入工程推广阶段的高功率型超级电容器（比能量WH/KG大于21，功率密度W/KG大于700）。

该指标已经远远超过目前世界领先的美国（MAXWELL），日本松下，法国（SAFT）。该产品的市场前景十分看好，由于非常高的功率密度（高于普通锂电池5倍以上），大于40万次的冲放电次数，已经并且必将完全代替普通电池。

目前，该项目也获得国防科工委的研究赞助，华冠电容器将有可能在最新的一艘094弹道导弹潜艇上作为备用电力推进系统的储能元件进行测试，目前需要解决的主要问题是，超级电容在大电流放电过程中的温升大的问题，国防科工委要求小于18℃/10000A。该项目正在全速推进中。至于该技术用于民用系统，已经完全达到世界最先进水平，至少领先美国3年。
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:44
通用汽车公司采用超级电容器组成并联电源系统和串联电源系统用在货车和汽车上。与相应的蓄电池组比起来，超级电容器贮能装置重量只有前者的1/3，体积只有前者的一半。将蓄电池与超级电容器组合起来，它们的优点可以互补，成为一个极佳的贮能系统，它在大电流以及高低温条件下工作，都会有很长的寿命。

由于它具有由于它具有快速充电的特性，对于像电动工具和玩具这种需要快速充电的设备来说，超级电容器无疑也是一个很理想的电源。现有超级电容器产品，它不仅已经用作光电功能电子手表和计算机存贮器等小型装置的电源，而且还可用于固定电站
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:46
电化学超级电容器：科学原理及技术应用
作者 ： B.E.康维 ISBN ： 7502573755 页数 ： 625
开本 ： 大32开 封面形式 ： 简裝本
出版社 ： 化学工业 出版日期 ： 2005-9-1 定价 ： 58 元
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:50
电容上携带的能量（焦耳），是二分之一乘以电容量（法拉）再乘以电容电压（伏特）的平方。
1法拉5V的电容携带的能量为12.5焦耳。1焦耳＝1瓦每秒
全新1.2伏1.8A时的镍氢充电电池充满后携带的能量为1.2*1.8*3600＝7776焦耳。我手头有一个1法拉5.5伏的电容，在中关村买的10元一个。体积比壹圆硬币大3倍左右。AA电池的体积是1法拉5V电容的2.5倍。
我的结论：在现在的商业环境条件下，镍氢充电电池和法拉电容的体积能量比为250：1，价格比为1：2。另外电容放电需要特殊的恒压输出调整电路。
作者: weiguo01    时间: 2006-10-28 13:53
2只SPSCAP2.7V2400F功率储藏量跟聚电单体4.2V2200AMH差不多,体积为54*62*10mm重量为36克,按20A放电6分钟电压才降低一伏,体积比为32比1,重量比为33比1,用于航模属庞然大物了.
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:54
另外未来电池，对于经常使用的场合，电容电池优于所有的化学电池(包括燃料电池)，------结构简单，容易大批量生产，量产后，价格会像闪存那样往青菜萝卜价靠拢也说不定；只要不长期存放，效率很高；充电迅速，且可大电流放电.
作者: 精微    时间: 2006-10-28 13:57
本人贴子均转自网上，谢谢原作者。
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:10
“真是太了不起了！”（某电容器厂商技术人员）。从事电子光学产品等业务的日本电子2003年10月3日发布的双层电容器技术已经成为业界热门话题。因为其单位质量的能量密度高达50～75Wh/kg，是原来的双层电容器的5～10倍。这一数字大大超过了铅蓄电池特性，与镍氢充电电池不相上下。

　　双层电容器与镍氢充电电池和锂离子充电电池相比，可快速充放电、将便携终端的充电时间压缩到数十秒至数分钟左右的时间绝不是梦想。但过去由于能量密度低，应用范围始终有限。如果上述技术达到实用水平，那么双层电容器的用途将迅速扩大，有可能彻底改变充电电池的势力分布。所以业内人士对此表现出了极大的兴趣。
大容量电容单位质量的能量密度50～75Wh/kg
镍氢电池能量密度为60～65wh/kg
铅酸电池能量密度为30～40wh/kg
从能量密度上来说，不比镍氢差，并且超过铅酸电池
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:13
这就是日本电子开发的10倍容量的电隅极子电容器
容量电压不知。
没想到是扁平的。呵呵，
不过很快就有圆的了。

图片点击可在新窗口打开查看此主题相关图片如下：
图片点击可在新窗口打开查看
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:24
超级电容器还具有能瞬间大电流充放电,工作
温度范围宽,安全,无污染等优点,因而在许多场合
有着独特的应用优势和广阔的应用前景 引.超级
电容器可用于电脑,录相机,计时器等的备用电源,
也可用于玩具车,闪光灯,电动手工具等要求快充
电,慢放电的场合,还可用于需用连发,强流脉冲电
能的高新技术武器,如激光武器,电炮等.然而,超
级电容器最令人瞩目的应用当属正在蓬勃发展的电
动汽车上
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:29
标题: 比较专业的文章
http://cache.baidu.com/c?word=%B ... ;a=8&user=baidu
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:41
日本电子做出的这个双电层电容器能把比能量扩大到88wh/kg可以说是一个开创性的实验，它的比功率好像达到了1500w/kg。在他主页上最近他们好像在和nissan洽谈产业化的问题。可惜他们未公布该电容器的关键技术，据猜测可能是通过对材料与烧制手段的研发与加大电极上使用碳材料的表面积以及电解液采用高耐压性有机溶媒等有关
作者: 精微    时间: 2006-10-28 14:51
用高锰酸钾和硫酸锰之间的归中反应可制备二氧化锰，反应溶液的PH值对材料的性能有较大的影响，实验表明：当PH=10.6时，材料性能最佳；在 0.0~0.85V(vs SCE)的电位范围内，Na2SO4和(NH4)2SO4溶液中，均表现出良好的电容性能，其比容量分别达189.5F/g和158.9F/g。且经 5000次循环后保持90%以上。 20g*150F/g=3000F
作者: 精微    时间: 2006-10-28 15:10
5V*12A*0.2h=12Wh/88Wh/Kg=136g  不含DC-DC组件
作者: 精微    时间: 2006-10-28 15:16
本方向主要研制优质电化学超级电容器.电化学超级电容器是一种高功率密度(> 1 kW/kg)的新型能量存储装置.它的特点是介于传统电池和电容之间,具有比电池的功率高,比电容的能量高等特性.其主要应用包括电动汽车及混合动力车的起动和加速,寒冷条件下(-40oC)普通汽车的快速打火起动,电动公交车,摩托车,自行车等的动力源等.在移动电子装置应用领域,超级电容可与电池配合使用,为手机,数码相机,玩具等提供电源.另外,超级电容还可应用于无间断电源装置,远程作业仪器设备的电源等.由于它的良好特性以及潜在的应用领域,超级电容已经引起能源,材料和环境部门的广泛关注.
高立军教授
作者: 精微    时间: 2006-10-28 15:35
现在使用可并一个几法的电容，改善电机起动时对电池的冲激，延长电池工作时间及寿命，不过我没试过，哪位能买到，可测试一下。
作者: 精微    时间: 2006-10-28 15:49
　　2.1 额定容量：
单位：法拉（F），测试条件：规定的恒定电流（如1000F以上的超级电容器规定的充电电流为100A，200F以下的为3A）充电到额定电压后保持 2??3分钟，在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的乘积再除以额定电压值，由于等效串联电阻（ESR）比普通电容器大，因而充放电时ESR产生的电压降不可忽略，如2.7V/5 000F超级电容器的ESR为：0.4mΩ，在100A电流放电时的ESR电压降为40mV占额定电压的1.5%，在950A电流放电时的ESR电压降为 380mV占额定电压的14%，表明在额定电流下放电容量将为额定容量减小88.5%。
　　2.2 额定电压：
　　可以使用的最高安全端电压（如2.3V、2.5V、2.7V以及不久将来的3V），除此之外还有承受浪涌电压电压（可以短时承受的端电压，通常为额定电压的105%），实际上超级电容器的击穿电压远高于额定电压（约为额定电压的1.5倍左右，与普通电容器的额定电压/击穿电压比值差不多。
　　2.3 额定电流：
　　5秒内放电到额定电压一半的电流，除此之外还有最大电流（脉冲峰值电流）。
　　2.4 最大存储能量：
　　在额定电压是放电到零所释放的能量，以焦耳（J）或瓦时（Wh）为单位。
　　2.5 能量密度：
　　最大存储能量除以超级电容器的重量或体积（Wh/kg或Wh/l）。
　　2.6 功率密度：
　　在匹配的负载下，超级电容器产生电/热效应各半时的放电功率，用kW/kg或kW/l表示。
　　2.7 等效串联电阻：
　 测试条件：规定的恒定电流（如1 000F以上的超级电容器规定的充电电流为100A，200F以下的为3A）和规定的频率（DC和大容量的100Hz或小容量的KHz）下的等效串联电阻。通常交流ESR比直流ESR小，随温度上升而减小；超级电容器等效串联电阻较大的原因是：为充分增加电极面积，电极为多孔化活性炭，由于多孔化活性炭电阻率明显大于金属，从而使超级电容器的ESR较其它电容器的大。
　　2.8 阻抗频率特性：
　　超级电容器的阻抗频率特性如图4，相对较大的是ESR造成平坦底部的原因，超级电容器的频率特性是电容器中频率特性最差的。其原因是：一般电容器的电荷是导体中的以电子导电方式建立或泄放，而超级电容器的电荷的建立或泄放是以介质中的离子或介质电离极化实现，响应速度相对慢；大容量电容器在制造时均采用卷绕工艺，寄生电感相对无感电容器大。
　　2.9 工作与存储温度：
　 通常为-40℃??+60℃或70℃，存储温度还可以高一些。
　　2.10 漏电流：一般为10μA/F
　　2.11 寿命：
　 在25℃环境温度下的寿命通常在90 000小时，在60℃的环境温度下为4 000小时，与铝电解电容器的温度寿命关系相似。寿命随环境温度缩短的原因是电解液的蒸发损失随温度上升。寿命终了的标准为：电容量低于额定容量20%，ESR增大到额定值的1.5倍。
　　2.12 循环寿命：
　 20秒充电到额定电压，恒压充电10秒，10秒放电到额定电压的一半，间歇时间：10秒为一个循环。一般可达500000次。寿命终了的标准为：电容量低于额定容量20%，ESR增大到额定值的1.5倍。
2.13 发热：
　超级电容器通过纹波电流（充、放电）时，回发热，其发热量将随着纹波电流的增加而。超级电容器发热的原因是纹波电流流过超级电容器的等效串联电阻（ESR）产生的功率（能量）损耗转变为热能。由于超级电容器的（ESR）较大，因此在同样纹波电流条件下发热量比一般电容器大。使用时应注意。
作者: sl81    时间: 2006-10-28 16:11
谢谢楼主 文章很好 原文的网站是？？？
作者: 精微    时间: 2006-10-28 17:34
很多，须用百度搜一下
作者: zxj31415    时间: 2007-4-2 09:42
标题: 总能量有限.
只能短时间内提供大电流.肯定不适合航模动力电池要求!
作者: greatsboy    时间: 2007-6-5 12:22
还不如用发条储能呢



欢迎光临 5iMX.com 我爱模型 玩家论坛 ——专业遥控模型和无人机玩家论坛（玩模型就上我爱模型，创始于2003年） (http://bbs.5imx.com/) Powered by Discuz! X3.3