2011年第3期 新疆化工 11 超级电容器电极材料的研究进展 摆玉龙 （新疆化工设计研究院，乌鲁木齐830006） 摘要：超级电容器既具有超大容量，又具有很高的功率密度，因此它在后备电源、替代电源、大功率输出等方面都有极为广泛的应用前景。超级电容器的性能主要取决于电极材料，近年来各国学者对于超级电容器的电极材料进行了大量的研究。 关键词：超级电容器；电极材料 1 前言 超级电容器的种类按其工作原理可以分为双电层电容器、法拉第准电容器(也称为赝电容电容器)以及二者兼有的混合电容器。双电层电容器基于双电层理论，利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来储存能量。法拉第准电容器则基于法拉第过程，即在法拉第电荷转移的电化学变化过程中产生，不仅发生在电极表面，而且可以深入电极内部。根据这两种原理，目前作为超级电容器的电极材料的主要分为三类[1]：碳材料、金属氧化物及水合物材料、导电聚合物材料。 2 碳材料类电极材料 在所有的电化学超级电容器电极材料中，研究最早和技术最成熟的是碳材料。其研究是从1957年Beck发表的相关专利开始的。碳电极的研究主要集中在制备具有大的比表面积和较小内阻的多孔电极材料上，可用做超级电容器电极的碳材料主要有:活性炭、纳米碳纤维、玻璃碳、碳气凝胶、纳米碳管等。 活性炭(AC)是超级电容器最早采用的碳电极材料[2]。它是碳为主，与氢、氧、氮等相结合，具有良好的吸附作用。其特点是它的比表面积特别大，比容量比铂黑和钯黑高五倍以上[3]。J.Gamby[4]等对几种不同比表面积的活性炭超级电容器进行测试，其中比表面积最大为2315m2·g的样品得到的比容量最高，达到125F/g，同时发现比表面积和孔结构对活性炭电极的比容量和内阻有很大影响。 活性炭纤维(ACF)是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。ACF的制备一般是将有机前驱体纤维在低温(200℃~400) ℃下进行稳定化处理，随后进行炭化、活化(700℃~1000) ℃。日本松下电器公司早期使用活性炭粉为原料制备双电层电容器的电极，后来发展的型号则是用导电性优良、平均细孔孔径2~5nm、细孔容积0.7~1.5m3/g、比表面积达1500~3000m2/g的酚醛活性炭纤维[5]，活性炭纤维的优点是质量比容量高，导电性好，但表观密度低。H. Nakagawa采用热压的方法研制了高密度活性炭纤维(HD-ACF)[6]，其密度为0.2~0.8g/m3，且不用任何粘接剂。这种材料的电子导电性远高于活性炭粉末电极，且电容值随活性炭纤维密度的提高而增大，是一种很有前途的电极材料。用这种HD-ACF 制作超级电容器电极[7]，结果表明，对于尺寸相同的单元电容器，采用HD-ACF为电极的电容器的电容明显提高。 炭气凝胶是一种新型轻质纳米级多孔性非晶炭素材料，其孔隙率高达80%~98%，典型孔隙尺寸<50nm，网络胶体颗粒尺寸3~20nm，比表面积高达60~1000m2/g，密度为0.05~0.80g/m3，是一种具有许多优异性能(如导电性、光导性和机械性能等)和广阔的应用前景的新型材料[8]。孟庆函，
一、超级电容器的发展与进步 （一）概述 在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。 电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。 超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。 超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。 （二）超级电容器的原理 超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。一方面，与传统电容器相比，超级电容器的电极材料往往选用高比表面积材料，如活性碳，通过静电作用在固/液界面形成对峙的双电层存储电荷，因此超级电容器拥有比传统电容器高的能量密度，静电容量能够达到千法拉至万法拉级；另一方面，与电池能量存储机理类似，超级电容器可以通过法拉第氧化还原反应完成电荷存储和释放，由于主要依靠电极表面或近表面的活性材料存储电荷，超级电容器与电池相比，能量密度较低，但是具有高的功率密度和循环稳定性。 1 传统电容器 传统的平行板电容器是所有静电电容器储能的基础，传统电容器电能的储存来源于电荷在两极板上聚集而产生电场。平行板电容器的静电电容的计算公式为： r是两极板材料的相对介电常数，0是真空介电常数，A是电极板的正对面积，d 是两极板的距离。 2 双电层超级电容器 双电层电容器是通过静电电荷分离，依靠固/液界面的双电层效应完成能量的存储和转化。电解液离子分布可为两个区域——紧密层和扩散层。其双电层电容可视为由紧密层电容和扩散层电容串联而成。双电层电容器正是基于上述理论发展起来的。充电时，电子经外电
交流滤波器场电容器 摘要：交流滤波器（AC filter）：用于降低交流母线上的谐波电压和降低注入相连交流系统的谐波电流而设计的滤波器。本文主要对换流站交流滤波器的结构、技术参数及保护进行介绍。 关键字：交流滤波器技术参数保护 一概述 交流滤波设备主要共14组，包括5组SC并联电容器、4组BP 11/BP 13交流滤波器、4组HP 24/36交流滤波器、1组HP 3交流滤波器，每小组滤波器无功容量为215Mvar。每小组滤波器变进线开关均采用新东北公司生产的罐式断路器，该型式断路器结构与GIS开关类似，其中小组滤波器开关均带同步合闸装置（选相合闸装置）。 二电容器基本参数 交流滤波器组分为4个大组W A-Z1、WA-Z2、WA-Z3、WA-Z4。其中每大组分别布置有BP 11/BP 13、HP 24/36滤波器各一组，WA-Z3布置有一组HP 3滤波器，W A-Z2布置两组SC电容器，W A-Z1、WA-Z3、WA-Z4分别布置一组SC电容器，全站共14组交流滤波器。 1 HP24/36电容器 1.1 基本参数 序号交流滤波器HP 24/36 C1 HP 24/36 C2 1 型号AAMr6.074-456.7 AAM15.9-3.44 2 电容（μF）39.27 3.44 3 频率（Hz）50 50 4 电压（kV） 6.074 15.9 5 无功（kVar）456.7 273 6 熔丝保护方式内熔丝无内熔丝 7 放电电阻（MΩ）8.7 24 8 单元内元件结构17并3串5并10串 9 每相单元串结构4并66串8并2串 10 电容器单元个数3164 192 HP24/36滤波器高压电容器每相单元串结构示意图以及单元电容器结构示意图如下图
贴片钽电容简述 贴片钽电容(以下简称钽电容)作为电解电容器中的一类。广泛应用于各类电子产品，特别是一些高密度组装，内部空间体积小产品，如手机、便携式打印机。钽电容是一种用金属钽（Ｔa）作为阳极材料而制成的，按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种。在钽粉烧结式钽电容中，又因工作电解质不同，分为固体电解质钽电容(Solid Tantalum)和非固体电解质钽电容。其中，固体钽电解电容器用量最大。钽电容由于使用金属钽做介质，不需要像普通电解电容那样使用电解液。另外，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制，所以本身几乎没有电感，但同时也限制了它的容量。 Taj系列贴片钽电容是AVX公司生产的一种贴片封装的钽电解电容，是电子市场上最常见的一种型号。 固体钽电容特性 优点： 体积小由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉，而且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高，因此钽电容的单位体积内的电容量大。 使用温度范围宽，耐高温由于钽电容内部没有电解液，很适合在高温下工作。一般钽电解电容器都能在－50℃~100℃的温度下正常工作，虽然铝电解也能在这个范围内工作，但电性能远远不如钽电容。 寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钽电容中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀，而且长时间工作能保持良好的性能 容量误差小 等效串联电阻小(ESR),高频性能好 缺点： 耐电压不够高 电流小 价格高 贴片钽电容封装、尺寸封装尺寸：毫米（英寸） AVX 常规系列(TAJ)贴片钽电容：容量和额定电压(字母表示封装大小) AVX贴片钽电容标识
年份 Year 年份代码 Year Code 2000 M 2001 N 2002 P 2003 R 2004 S 2005 T 2006 U 2007 Y 电压代码 Voltage Code 额定电压 V(85°C) Rated Voltage F 2.5 G 4 L 6.3 A 10 C 16 D 20 E 25 V 35 T 50 封装尺寸：毫米（英寸） Code EIA Code L±0.20 (0.008) W+0.20 (0.008) -0.10 (0.004) H+0.20 (0.008) -0.10 (0.004) W1±0.20 (0.008) A+0.30 (0.012) -0.20 (0.008) S Min. A 3216-18 3.20 (0.126) 1.60 (0.063) 1.60 (0.063) 1.20 (0.047) 0.80 (0.031) 1.80 (0.071) B 3528-21 3.50 (0.138) 2.80 (0.110) 1.90 (0.075) 2.20 (0.087) 0.80 (0.031) 1.40 (0.055) C 6032-28 6.00 (0.236) 3.20 (0.126) 2.60 (0.102) 2.20 (0.087) 1.30 (0.051) 2.90 (0.114) D 7343-31 7.30 4.30 2.90 (0.114) 2.40 1.30 4.40
片式固体电解质钽电容器 规格承认书 型号规格：CA45-B-10V-47μF-K 立创编码：C136658
1. 产品特点 该产品为模压封装、片式引出，具有密封性好、重量轻、电性能优良、稳定可靠等特点。适用于移动通讯、摄像机、程控交换机、计算机、汽车电子等各种电子设备的表面贴装直流或脉动电路。 2. 产品型号及编码说明 CA45 - B - 10V - 47μF - K 型号 壳号 额定电压 标称电容量 容量偏差 3. 产品外形及尺寸：见图1及表1 表1 电容器的外形尺寸 单位：mm 4．电性能参数 4.1 工作温度范围：-55℃～125℃；85℃以上施加降额电压。
4.2 标称电容量允许偏差（25℃，100Hz）：K:±10%； 4.3 主要电性能参数：见表2 表2 电性能参数表 5.标志 5.1标志内容 （1）商标及正极标识 （2）标称电容量 （3）额定工作电压 5.2 标志说明：见图2（举例）。 6. 产品外观质量 6.1 产品本体应无针眼、缺角、缺块、发黑、漏封、裂纹、引出片断裂等现象。 6.2 产品标志：应清晰、完整、正确；无重影、漏打等现象。 7.包装 7.1 产品编带的尺寸及卷绕方向：见图3、图4、表4、表5。 注：用户未要求时，编带卷绕方向通常按左旋卷绕方向。 7.2包装数量：见表3
表3 包装数量 7.3产品内外包装盒应无破损，料盘、小盒及外包装箱上应有相应物料标识单，标识应清楚、准确。 7.4每批产品应附产品合格证，内容包括产品型号、规格、壳号、容量级别、数量、生产批号及执
图4 表 4 编带尺寸 单位：mm 表 5 卷盘尺寸和数量
功能材料课程报告 指导老师： 学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程 姓名： 学号： 日期: 2012 年7 月13 日
超级电容器电极材料研究现状及存在问题 摘要:电极材料是决定电容器性能的重要因素，高性能电极材料的开发是超级电容器研发的重点。本文主要讨论了超级电容器阳极材料的研究现状及存在问题，这些材料包括：碳材料、贵金属氧化物、导电聚合物和一些其他材料。复合或混合型电极材料可以显著提高超级电容器的综合性能，已经成为超级电容器电极材料发展的主要趋势。 关键词:超级电容器；电极材料；研究现状；存在问题
1电极材料的研究现状 1.1正极材料 目前用作超级电容器电极的材料主要有三类:碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。 1.1.1碳材料碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存。而制备的碳材料往往存在微孔(小于2nm)不足的情况。所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(大于2nm)的方向发展。除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性能也有影响[1]。 碳电极电容器其电容的大小和电极的极化电位及电极比表面积大小有关，故可以通过极化电位的升高和增大电极比表面积达到提高电容大小的目的。电极/电解质双电层上可贮存的电量其典型值约为15~40μF·cm-2。选用具有高表面积的高分散电极材料可以获得较高的电容。对理想可极化体系而言，可通过无限提高充电电压而大量储存能量。但是，对于实际体系却受电极材料和电解液组成的电极系统的可极化性和溶剂分解的限制，可通过加大电极比表面积来增加电容值。电容C可由下式给出 C=ε·ε0Ad 式中:ε ε为电导体和内部赫姆霍兹面间区域的相对0为自由空间的绝对介电常数， 介电常数，A为电极表面积，d为导体与内赫姆霍兹面之间的距离。 近年来研究主要集中在提高碳材料的比表面积和控制碳材料的孔径及孔径分布，并开发出许多不同类型的碳材料，主要有: 多孔碳材料、活性碳材料、活性碳纤维、碳气溶胶以及最近才开发的碳纳米管等[2]。 多孔碳材料、活性碳材料和活性碳纤维：这个排列基本代表了碳材料为提高有效比表面积的发展方向。之所以发展为活性碳，主要是在于通过活化处理(如水蒸汽)后，可以增加微孔的数量，增大比表面积，提高活性碳的利用率。这些材料随制作电极工艺的不同先后出现过:活性碳粉与电解液混合制成的糊状电
第三章单元测验二 一 选择题（每题3分，共18分） 1. 某电容器的电容为C ，如不带电时它的电容是（ ） A 0 B C C 小于C D 大于C 2. 一个电容为C 的平行板电容器与电源相连，开关闭合后电容器极板间的电压为 U ，极板上的电荷量为q ，在不断开电源的条件下，把两极板的距离拉大一倍，则（ ） A U 不变，q 和C 都减少一半 B ：U 不变， C 减少一半，q 增大一倍 C q 不变，C 减少一半，U 增大一倍 D ：q 、U 都不变C 减少一半 3. 电路如图所示， 电容两端的电压Uc 为（ ） A 9V B 0 C 1V D 10V 4. 如图所示，当C1﹥C2﹥C3时， 它们两端的电压的关系是（ ） A U1=U2=U3 B U1﹥U2﹥U3 C U1﹤U2﹤U3 D 不能确定 5. 两个相同的电容器并联之后 的等效电容与它们串联之后的等效电容之比为 （ ） A 1︰4 B 4︰1 C 1︰2 D 2︰1 6. 如图所示，已知电容器C1的电容是C2的二倍， C1充过电，电压为U ，C2未充电，如果将开关S 合上， 那么电容器C1两端的电压将为（ ） A 21U B 31U C 3 2 U D U 二、 填空题 1. 有两只电容器的电容分别是C1、C2，其中C1﹥C2，如果加在两只电容器上的 压相等，则电容为 的电容器所带的电荷量多，如果两只电容器所带 电荷量相等，则电容为 的电压高。 2. 电路如图所示，平行板电容器C1、C2串接在直流电源上。若将电容C2的两极 板间的距离增大，则C1、C2的带电荷量将 ，C1两端的电压将 ，C2两端的电压将 。 3. 如图所示，当S 断开时， A 、 B 两端的等效电容是 ， 当S 闭合时A 、B 两端的等效电容是 。 4. 现有两只电容器，其额定值分别为2μF160V 、10μF 250V ，它们串联以后的 耐压值为 ，并联以后的耐压值为 。 5. 平行板电容器的电容为C ，充电到电压为U 后断开电源，然后把两极板间的距 离由d 增大到2d ，则电容器的电容为 ，这时所带的电荷量为，两极板间的电压为 。 6. 判断大容量电容器的质量时，应将万用表拨到 档，倍率使用 。 档万用表表笔分别与电容器接触时，看到指针有一定偏转，并很快回到接近于起始位置的地方，则说明该电容器 ，如果指针偏转到零后不返回，则说明电容器内部 。 7. 在电容器充电的过程中，已知电容C=1μF ，在时间间隔为0.01s 内，电容器上 的电压从2V 上升到12V ，则在这段时间内电容器的充电电流为 ，电容器两极板间的电场能增加了 。 8. 如图所示Us=10V,R1=R2=2Ω，C=100μF Ｉc= A ，Uc= , 电容器储存的电场能Wc= 。
超级电容器的研究进展
超级电容器的研究进展 摘要：超级电容器是一种新型储能装置，它具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。近年来，各种新兴材料 的发展，为超级电容器电极材料的选取提供了更多的选择条件，促进了超级电 容器的快速发展。本文总结了超级电容器的特点，重点介绍了超级电容器的工 作原理、分类以及超级电容器的材料。并简要展望了超级电容器电极材料的发 展方向和前景。 关键词：超级电容器碳电极贵金属氧化物导电聚合物 Abstract: Super capacitor is a new type of energy storage device. It has the characteristics of high power density, short charging time, long service life, good temperature characteristics, energy saving and green environmental protection. In recent years, the development of a variety of new materials, for the selection of the super capacitor electrode materials to provide more options to promote the rapid development of the super capacitor. This paper summarizes the characteristics of the super capacitor, and introduces the working principle of the super capacitor, classification and the material of the super capacitor. And briefly discussed the developing direction of super capacitor electrode materials and prospect. Key words: Super capacitor Carbon electrode Precious metal oxide Conducting polymer 一、引言 超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹（1821～1894）提出的界面双 电层理论基础上的一种全新的电容器，又叫电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电
电容器组微机保护单元操作规范 新乡万新电气有限公司
一．概述 WXVB-I型微机保护单元是针对无功自动补偿装置的专用产品。该产品外型美观、保护功能齐全、操作简单方便、全中文显示；软件系统采用嵌入式系统设计，可靠性高，响应速度快；由于采用高精度测量芯片，因而测量精确可靠，控制精度高，完全能够取代传统的继电保护。 二．保护功能 1、二段延时不平衡电压保护，一段无时限速断不平衡电压保护 2、二段延时过流保护，一段无时限速断过流保护 3、保护时间整定范围0~50S 三．技术性能 1）工作电源：86~265V AC 2）电压输入：开口三角电压；电流输入：A、C相差电流 3）频率：50Hz 4）电容器控制输出：（5A250V AC） 5）报警继电器输出：（5A250V AC） 6）测量精度：相间电压≤0.5% 线电流≤0.5% 7）微机保护单元动态响应时间小于30ms 8）工作环境： 环境温度：-20~60℃
相对湿度：﹤85%（25℃） 海拔：﹤2000m 室内外安装，无导电尘埃、无蒸汽、无爆炸、无腐蚀性气体、无较强震动 四．机械特性 控制器尺寸：198*132*70mm(长×宽×高) 开孔尺寸：192*126mm(长×宽) 安装方式：将监控终端仪表装入装置面板开孔糟内，紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。
六．操作说明 1．【主菜单】功能说明 说明：主界面有三个菜单项，分别是实时数据、参数设置和电容状态等。 按键说明： 【上键】向上选择菜单项； 【下键】向下选择菜单项； 【确定键】进入选中的功能界面。主菜单 2．【实时数据】功能说明 说明：系统有4个子页面，可以分别显示4路电容的开口电压和差动电流 一路电压数据二路电压数据 按键说明： 【上键】向上翻页； 【下键】向下翻页； 【左键】选择功能选项‘翻页’； 【左键】选择功能选项‘返回’； 【确定键】在功能选项为‘翻页’情况下执行向下翻页，在功能选项为‘返回’情况下返回主菜单。
2012超级电容器行业分析报告及技术研究现状 一、电容器、超级电容器行业分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型三者在容量上大致归类为5F以下、5F~200F、200F以上它们由于其特点的不同运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件。另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。 表1、表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到的数据整理而成的，分别反映了世界和中国超级电容器产业的情况。从这两个表中我们不难发现三个问题： 1、超级电容器产业的发展非常迅速，无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器，其产业规模都在高速扩展。 2、中国在钮扣型超级电容方面的竞争力不明显，在中国钮扣型市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争非常激烈。数据表明，近几年国内厂家的市场份额也在逐步扩大。 3、卷绕型和大型方面，中国的技术水平与国际接近，市场份额也比较理想。近几年，中国厂商的销售收人也在呈几何倍数增长。据调查，国产超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。 二、超级电容器技术研究现状
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 超级电容器因其独特的双层大容量储存结构对原材料及制作工艺提出了极高的要求。电极、电解质和隔膜的组成和质量对超级电容器的性能起着决定性的影响。下面将从原材料，制作工艺等几个方面对超级电容器的技术现状进行分析。 2.1正极材料 目前用作超级电容器电极的材料主要有三类：碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。 2.1.1 碳材料 碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及 以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存，而制备的碳材料往往存在微孔(孔 径小于2nm)不足的情况。所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(孔径 大于2nm)的方向发展。除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性 能也有影响。现在已有许多不同类型的碳材料被证明可用于制作超级电容器的极化电极，如活性炭、活性炭纤维、碳气溶胶、碳纳米管以及某些有机物的裂解碳化产物。 2.1.2 金属氧化物材料 金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究是基于法拉第准电容储能原理，即是在氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应而产生的吸附电容。其电容量远大于活性炭材料的双电层电容，但双电层电容器瞬间大电流放电的功率特性比法拉第电容器好。金属氧化物作为超级电容器电极材料有着潜在的研究前景。近年来金属氧化物电极材料的研究工作主要围绕以下两个方面进行:(l)制备高比表面积的RuO2活性物质。(2) RuO2与其它金属氧化物复合。
贴片钽电容(以下简称钽电容)作为电解电容器中的一类。广泛应用于各类电子产品，特别是一些高密度组装，内部空间体积小产品，如手机、便携式打印机。钽电容是一种用金属钽（Ｔa）作为阳极材料而制成的，按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种。在钽粉烧结式钽电容中，又因工作电解质不同，分为固体电解质钽电容(Solid Tantalum)和非固体电解质钽电容。其中，固体钽电解电容器用量最大。钽电容由于使用金属钽做介质，不需要像普通电解电容那样使用电解液。另外，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制，所以本身几乎没有电感，但同时也限制了它的容量。 Taj系列贴片钽电容是AVX公司生产的一种贴片封装的钽电解电容，是电子市场上最常见的一种型号。 固体钽电容特性 优点： 体积小由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉，而且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高，因此钽电容的单位体积内的电容量大。 使用温度范围宽，耐高温由于钽电容内部没有电解液，很适合在高温下工作。一般钽电解电容器都能在－50℃~100℃的温度下正常工作，虽然铝电解也能在这个范围内工作，但电性能远远不如钽电容。 寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钽电容中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀，而且长时间工作能保持良好的性能 容量误差小 等效串联电阻小(ESR),高频性能好 缺点： 耐电压不够高 电流小 价格高 贴片钽电容封装、尺寸封装尺寸：毫米（英寸） AVX 常规系列(TAJ)贴片钽电容：容量和额定电压(字母表示封装大小)
年份 Year 年份代码 Year Code 2000 M 2001 N 2002 P 2003 R 2004 S 2005 T 2006 U 2007 Y 电压代码 Voltage Code 额定电压 V(85°C) Rated Voltage F G 4 L A 10 C 16 D 20 E 25 V 35 T 50 封装尺寸：毫米（英寸） Code EIA Code L± W+ H+ W1± A+ S Min. A 3216-18 B 3528-21 C 6032-28 D 7343-31 E 7343-43
10kV无功补偿装置 技术规范书 2008年7月 1总则 1.1本技术协议适用于山西地电股份公司110kV变电站新建工程。它提出了对该无功补偿设备
的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2需方在本技术协议中提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未 充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合本协议和工业标准并经鉴定合格的优质产品。 1.3如果供方没有以书面形式对本技术协议的条文提出异议，则表示供方提供的设备完全符合 本技术协议的要求。如有异议，不管是多么微小，都应以书面形式在投标文件中提交需方。 2技术要求 2.1设备制造应满足下列规范和标准，但并不仅限于此： GB311《高压输变电设备的绝缘配合》 GB270《交流高压电器动热稳定试验方法》 GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》 GB5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》 GB273《变压器、高压电器和套管的接线端子》 高压并联电容器装置技术标准----国家电网公司 DL/T604—1996髙压井联电舜器似宜订货技术糸牛》 GB3983 2 — 89《交流冃压并联电容器》 DL462-91《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》 以上标准均执行最新版本。 2.2使用环境条件： 2.2.1 户外/户内：户外 最高温度：37 C 最低温度：-23.3 C 最大风速：23m/s 环境湿度：月平均相对湿度不大于90%日平均相对湿度不大于95% 污秽等级：川级 海拔高度：<1000m 地震烈度：7 度 2. 系统运行条件 2. 1 系统标称电压10 kV 2. 2 最高运行电压11 kV
超级电容器研究进展 XXX 摘要：超级电容器是一种介于化学电池与普通电容器之间的新型储能装置。本文主要介绍了超级电容器的原理、电极材料和电解质研究进展。 关键词：超级电容器电极材料电解质 Research Progress of Super Capacitor Abstract：Super capacitor is a new energy storage device between battery and conventional capacitor. In this paper, super capacitor’s principle,research progress on electrode materials and electrolytes were introduced. Key Word: super capacitor electrode materials electrolytes 1 引言 超级电容器是最近几十年来，国内外发展起来的一种新型储能装置，又被称为电化学电容器。超级电容器兼具有静电电容器和蓄电池二者优点。它既具有普通静电电容器那样出色的放电功率，又具备蓄电池那样优良的储备电荷能力。与普通静电电容器相比较，超级电容器具有法拉级别的超大电容、非常高的能量密度和较宽的工作温度区间[1-3]。此外由于超级电容器材料无毒[4]、无需维护，有极长的循环充放电寿命,可作为一种绿色环保、性能优异的的储能装备在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源等[5]方面有着广泛的应用前景。超级电容器从出现到成熟，经历漫长的发展过程。当今世界，越来越多的科研机构和商业公司致力于超级电容器的研制与开发工作。美国、日本、俄罗斯超级电容器界的三大巨头，其产品几乎占据了超级电容器市场的绝大部分。与这些超级电容强国相比，我国超级电容器研发工作起步晚，发展快，如今已初具规模，并渐趋成熟，但仍存在一定差距。 2 超级电容器工作原理 当前得到大家广泛认可的超级电容器的工作原理主要是双电层电容理论和
超级电容器发展现状及发展前景分析 超级电容器研究国世界分布图 超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的名词。实际上，超级电容器已在该领域历经了几十年的坎坷，虽然它的应用形式同电池不同，但在实际应用上却总被电池取代，此外还面临成本高、技术难度大的劣势。然而，超级电容器在技术上一旦取得突破，将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。因此，尽管研发过程困难重重，但攻克它的意义却很重大。 超级电容器的尴尬现状 超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。目前，微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。
超级电容器“全家福” 使用寿命久、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度，这是超级电容器的四大显 著特点，这也使它成为当今世界最值得研究的课题之一。目前，超级电容器的主要研究国 为中、日、韩、法、德、加、美。从制造规模和技术水平来看，亚洲暂时领先。 然而，超级电容器的研发工作一直笼罩在电池(主要为镍氢电池、锂电池)的阴影之下。镍氢电池和锂电池的开发因为可以获得来自政府和大投资商的巨额资金支持，技术交流获 得极大推动，也更容易聚焦全世界的目光。相比之下，超级电容器却很难得到雄厚的资金 支持，技术的进步和发展也就受到很大程度地制约。另外，超级电容器成本高、能量密度 低的现状也与锂电池形成鲜明对比，这使它在很多领域备受冷落。 先驱EEStor公司勇于挑战却惨遭败北 尽管超级电容器已发展多年，但实际生产厂家的数量却少得可怜。一部分厂商面对超 级电容器技术上发育不完全的现状，不敢轻易投资，采取观望策略，期待市场能出现一个 涉足此领域并获得成功的例子。另外一部分厂商则坚信，只要超级电容器的生产成本实现 大幅下降，仅以当前它的快速充放电特性，就可实现快速普及。美国超级电容器生产商EEStor就属于后者。 上世纪90年代，美国超级电容器生产商EEStor为改变超级电容器的市场现状，曾用 好几年的时间将大量财力物力投向如何提高超级电容能量密度的研发上，期望能通过自身
CA30型非固体电解质固定钽电容器 西安锦宏电子有限公司 一特征与用途 1 金属外壳，轴向引出 2 有极性，电性能稳定，可靠，比体积容量大，工作电压高，漏电流极小 3 适用于直流或脉动电路中 二技术性能指标 1 详细规范：SJ/T 10030-91 2 气候类别：Ⅰ类：55/125/10;Ⅱ类：55/085/10 3 电容量允许偏差：±10%；±20%；+30%/-10% 4 损耗角正切： 额定电压（V) 6.3 10 16 25 40 63 100 125 标称电容量（uF)损耗角正切tan§(%) 1-4.7 6 6 6 6 6.8 8 8 8 8 8 10 10 8 8 8 10 15 15 10 10 10 10 10 18 15 22 15 15 10 10 20 18 15 23 33 20 15 12 20 12 12 25 23 47 25 15 20 15 25 25 28 20 68 30 30 20 30 20 25 20 23 100 35 20 35 25 35 20 25 150 40 50 35 50 35 28 220 70 45 60 50 30 330 50 70 70 40 45 470 85 75 50 50 680 80 65 70 1000 90 80 5 漏电流：（20℃）I0≦0.001CRUR，或IμA(取大者） 6 寿命试验后性能：电容量ΔC/C≦20% ，损耗角正切≦1.3倍规定极限值，漏电流≦1.25倍规定极限值
三额定电压，标称电容量和尺寸 额定电压U R（V) 6. 3 10 16 25 40 63 100 125 类型电压U C（V) 4 6.3 10 16 25 40 63 75 外壳编号 外形尺寸 （mm) 最大 重量 （g) 标称电容量（uF) D*L d 1 5*14 0.6 4.0 2 2 15 10 6.8 4.7 2.2 1.5 1.0 33 22 15 10 6.8 3.3 2.2 1.5 47 33 22 15 10 4.7 3.3 2.2 68 47 33 22 15 6.8 4.7 3.3 100 68 47 33 22 10 6.8 4.7 2 6*16 0.6 5.0 150 100 68 47 33 15 10 6.8 220 150 100 68 47 22 15 10 3 8*16 0.8 7.0 330 220 150 100 68 33 22 15 470 330 220 150 100 47 33 22 4 8*22 0.8 10 680 470 330 220 150 68 47 33 5 10*22 0.8 14 1000 680 470 330 220 100 68 47 6 10*25 0.8 1 7 1000 680 470 330 150 100 6 8 注意：1号壳和2号壳产品负极引线直径Ф0.6±0.05mm 2 电容量，损耗角正切的测量频率为100HZ. 四详细规格型号：
第二十七单元 电介质和电容器 [课本内容] 马文蔚，第四版，上册 [6]-[40] [典型例题] 例27-1．A 、B 、C 是三块平行金属板，面积均为200cm 2，A 、B 相距4.0mm ，A 、C 相距2.0mm ，B 、C 两板都接地(如图) ，设A 板带正电3.0×10-7C ，不计边缘效应 (1) 求B 板和C 板上的感应电荷，以及A 板的电势。 (2)若在A 、B 间充以相对介电常数εr =5的均匀电介质，再求B 板和C 板上的感应电荷，以及A 板的电势。 (1) q q q =+21 ① E AB = s q 01ε，E AC = s q 02εAC AB E E q q =?21 ② 又 U AB =U AC 即 E AB d AB =E AC d AC ∴AB E /AC E =1/2 ③ 解出 ﹣q 1=﹣1.07 10 -? C ，﹣q 2=2.07 10 -? C U AB =E AB d AB =V d S q AB 34 123 701103.210 2001085.8100.4100.1?=??????=----ε (2) q q q =+21 ① E AB =s q 011εε，E AC =s q 02ε ? 25 521===AB AC AC AB r d d E E q q ε ② 解出 ﹣q 1=﹣2.14710-?C ， ﹣q 2=﹣0.867 10-? C V d S q d E U AB r AB AB AB 24123 70/107.910 2001085.85100.41014.2?=???????== =----εε 例27-2．一平行板电容器始终与端电压一定的电源相联．当电容器两极板间为真空时，电场强度为0E ，电位移为0D ，而当两极板间充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质 时，电场强度为E ，电位移为D ，则 (A) r E E ε/0 =，0D D =． (B) 0E E =，0D D r ε=． (C) r E E ε/0 =，r D D ε/0 =． (D) 0E E =，0D D =． ［ B ］ 例27-3．一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R 1 = 2 cm ，R 2 = 5 cm ，其间充满相对介电常量为εr 的各向同性、均匀电介质．电容器接在电压U = 32 V 的电源上，(如图所示)，试求距离轴线R = 3.5 cm 处的A 点的电场强度和A 点与外筒间的电势
目录 一．概述 (1) 二．保护功能 (1) 三．技术性能 (1) 四．机械特性 (2) 五、控制器界面图例 (2) 六．操作说明 (2) 1．【主菜单】功能说明 (2) 2．【实时数据】功能说明 (3) 3．【参数设置】功能说明 (3) 4．【电容状态】功能说明 (4) 5．接线端子及面板图 (5) 6．设定参考值 (6)
一．概述 UNT-WQ-3型微机保护单元是针对无功自动补偿装置的专用产品。该产品外型美观、保护功能齐全、操作简单方便、全中文显示；软件系统采用嵌入式系统设计，可靠性高，响应速度快；由于采用高精度测量芯片，因而测量精确可靠，控制精度高，完全能够取代传统的继电保护。 二．保护功能 1、二段延时不平衡电压保护，一段无时限速断不平衡电压保护 2、二段延时过流保护，一段无时限速断过流保护 3、保护时间整定范围0-50s 三．技术性能 1）工作电源：86-265VAC 2）电压输入：开口三角电压；电流输入：A、C相差电流 3）频率：50Hz 4）电容器控制输出：（5A250VAC） 5）报警继电器输出：（5A250VAC） 6）测量精度：相间电压≤0.5%线电流≤0.5% 7）微机保护单元动态响应时间小于30ms 8）工作环境： 环境温度：-20-60℃ 相对湿度：﹤85%（25℃） 海拔：﹤2000m 室内外安装，无导电尘埃、无蒸汽、无爆炸、无腐蚀性气体、无较强震动
四．机械特性 控制器尺寸：198*132*70mm(长×宽×高) 开孔尺寸：192*126mm(长×宽) 安装方式：将监控终端仪表装入装置面板开孔糟内，紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。 五、控制器界面图视 六．操作说明 1．【主菜单】功能说明 说明：主界面有三个菜单项，分别是 实时数据、参数设置和电容状态等。 按键说明：【上键】向上选择菜单项； 【下键】向下选择菜单项； 【确定键】进入选中的功能界面。主菜单
贴片钽电容封封装及规格和参数资料 2009-11-25 12:25 贴片钽电容简述 贴片钽电容(以下简称钽电容)作为电解电容器中的一类。广泛应用于各类电子产品，特别是一些高密度组装，内部空间体积小产品，如手机、便携式打印机。钽电容是一种用金属钽（Ｔa）作为阳极材料而制成的，按阳极结构的不同可分为箔式和钽烧粉结式两种。在钽粉烧结式钽电容中，又因工作电解质不同，分为固体电解质钽电容(Solid Tantalum)和非固体电解质钽电容。其中，固体钽电解电容器用量最大。钽电容由于使用金属钽做介质，不需要像普通电解电容那样使用电解液。另外，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制，所以本身几乎没有电感，但同时也限制了它的容量。 Taj系列贴片钽电容是AVX公司生产的一种贴片封装的钽电解电容，是电子市场上最常见的一种型号。 固体钽电容特性 优点： 体积小由于钽电容采用了颗粒很细的钽粉，而且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高，因此钽电容的单位体积内的电容量大。 使用温度范围宽，耐高温由于钽电容内部没有电解液，很适合在高温下工作。一般钽电解电容器都能在－50℃~100℃的温度下正常工作，虽然铝电解也能在这个范围内工作，但电性能远远不如钽电容。 寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钽电容中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀，而且长时间工作能保持良好的性能 容量误差小 等效串联电阻小(ESR),高频性能好 缺点： 耐电压不够高 电流小 价格高 贴片钽电容封装、尺寸封装尺寸：毫米（英寸） AVX 常规系列(TAJ)贴片钽电容：容量和额定电压(字母表示封装大小)
封装尺寸：毫米（英寸）