电动车用超级电容参数特性的实验研究

超级电容器的性能研究超级电容器的性能研究李宝华"周鹏伟康飞宇曾毓群StudiesofSuperCapacitorLiBaohua'ZhouPengwei'KangFeiyu'ZengYuqun摘要:本工作对超级电容器性能进行了研究.电化学测试发现有机体系超级电容器拥有良好的电化学性能.其能量密度可达6.8Wh/Kg,最高功率密度超过1000W/Kg,2.5万次充放电循环后容量保持率在70%以上,循环性能良好,充放电效率高,且内阻小.关键词:活性炭超级电容器比电容充放电特性一.前言超级电容器是一种新型的电化学能量储存和转换装置,与传统意义上的电容器相比有着更高的法拉第比电容量和能量密度;与蓄电池相比则具有功率密度,充放电时间短,循环性好,使用寿命长,便于维护等特点1-6J.从某种意义上可以说超级电容器有着传统电容器和电池的双重功能,其功率密度远高于普通电池,能量密度远高于传统电容,因而填补了这两个传统技术问的空白.超级电容器同时也可在极低温等极端恶劣的环境中使用,并且无环境污染.本工作使用成本较低的粉状活性炭作为电极原料,采用层叠制造技术制备了工作电压为2.8V有机体系超级电容器,并考察了电容器的实用性能,为电容器的实用化提供参考.二.实验1电极膜片的制备按照质量比80:10:10的比例称取活性炭粉,乙炔黑和粘结剂,干混后加入适量的溶剂,调节溶剂用量使得浆料达到合适的粘度要求,然后用磁力搅拌器搅拌一定时间,之后把浆料均匀涂覆于金属集电流体上,涂好后即放入70℃左右的烘箱中干燥,然后在对辊轧机上轧制,将所得到的电极体在裁切机上裁成所需形状与大小的电极膜片备用.2.超级电容器的结构及制造超级电容器的基本单元为:活性炭正,负电极膜片中间加隔离膜,注入1MEt4NBF4/PC(四乙基四氟化硼酸铵盐/碳酸丙稀酯)电解液,并紧紧挤压在一起.将多只基本单元的正极与正极,负极与负极相互连接组成大容量的片式并联结构超级电容器.3.超级电容器测试仪器超级电容器的电化学测量采用直流恒流循环法测定,测定工作使用美国Maccor公司的4通道MC-4型电化学工作站和Arbin公司生产的16通道超级电容器测试仪上完成.三.结果与讨论1.超级电容器1亘电流充放电性能图1,表1是2.8V/IOOF超级电容器在不同电流密度下的充放电性能,图1中在恒定电流充放电情况下,电压和时间呈良好的线性关系,这进一步说明对于多孔炭电极而言其在有机电解液体系以形成双电层电容为主,几乎不存在假电容的现象.在表1中当充放电电流为0.1A时,超级电容器的能量密度可达6.8Wh/Kg和11.7Wh/L;电流增至4.5A时能量密度仍可达4.6Wh/Kg和8.0Wh/L.作者简介:作者单位:i.清华大学深圳研究生院新材料研究所,广东省,深圳,518055;2东莞新能源电子科技有限公司,广东省,东莞市,523080电话:0755-********E—mail:libh自.CFI第一作者简介:李宝华,男,博士,清华大学深圳研究生院讲师,研究方向为能源与环境材料,主要包括新型炭材料,锂离子电池,超级电容器和燃料电池及其关键技术和部件.8m嬖Chargetime(S)图12.8v/100F超级电容器不同电流下充放电曲线表12.8V/100F超级电容器不同电流下放电性能2.超级电容器恒功率密度充放电性能早在1994年美国能源部就对商业化超级电容器性能指标提出了具体要求:能量密度和功率密度分别大于5Wh/Kg和1000W/Kg.国家"十五"863计划电动汽车重大专项也对电动车用超级电容器提出了功率密度大于1000W/kg和充放电寿命大于5万次的要求.直到目前为止研究者无法从国际市场上购买到能量密度和功率密度分别大于5Wh/Kg和1000W/Kg的超级电容器.3.交流阻抗谱(EIS)测试超级电容器的内阻,主要包括电解液本身电阻,活性炭电极固有电阻,集流体与活性炭的接触电阻三部分.图2所示为电容器的EIS图谱,频率范围10mHz～100kHz.从EIS图谱可以看到电容器R(Ohm)图2超级电容器的EIS图谱(频率范围为10mHz～100kHz)u_O-0500010000150002000025000Cyclenumbers图3超级电容器循环性能9在低频区具有双电层电容"弥散效应"的明显特征,内阻值仅为46mQ,符合电源的低内阻要求.在超级电容器的阻抗谱表征中,经常研究"拐点"频率的大小,因为这个频率点是两个电极过程的分界点.以拐点频率为界,高频区阻抗的实部代表了电解液离子渗入电极微孔的难易;低频区则是双电层的电容效应.拐点频率的高低受离子在电解液中迁移率的影响,即离子迁移速率越快,拐点频率越高;而迁移速率又受离子大小,电解液黏度以及隔膜厚度与离子通透性等各个因素的限制.4.超级电容器循环性能图3给出了超级电容器在高电流密度(20mA/cm)下的2.5万次循环性能.在测试过程中循环一段时间后,电容器由于自身发热温度升高,并且可逆放电容量下降;经略微休息,电容器温度降至室温后,继续进行充放电测试,电容器可逆容量略有反弹,但仍比最初容量低.在1万次循环,容量下降约20%之后,交叉进行充放电循环和休息,超级电容器容量衰减已经非常缓慢.容量的衰减一方面是由于电解液本身所含杂质和多孔炭所吸附的水份发生分解产生少量气体,电容器出现气胀,内阻增加,容量减少;另一方面在长期的充放电循环过程中电解液必然要发生老化,同样造成内阻增加,容量减少.其中第一个因素可以通过电解液的进一步纯化和对多孔炭电极高温真空干燥予以解决.由电容器充放电容量可以计算出电容器的充放电效率.图4中电容器首次循环的效率为77%,随着循环次数的增加,充放电效率逐渐增高并稳定,5次循环后达到97%以上,远高于电池的充放电效率,说明电容器是一种高效率电子装置.与蓄电池电池相比,双电层电容器的充放电容量较小,但充放电时间短,功率密度大,充放电效率高.O/clen1.J~b1....』t1II]一'.0500O1∞∞15000200∞250D0Cyclenumbers图4超级电容器循环效率变化四,结论1.有机电解液体系超级电容器的法拉第容量随电流密度的增大而略有降低,在小电流充电条件下,能量储存密度可达6.8Wh/Kg,充电电流增大45倍后,电容量保持率为81%.2.超级电容器最高功率密度超过1000W/Kg,2.5万次充放电循环后容量保持率在70%以上,循环性能良好,充放电效率高,且内阻小.参考文献【1】戴贵平,刘敏,王茂章,等.电化学电容器中炭电极的研究与开发I.电化学电容器【J】.新型炭材料,2002,17(1):71-79【2】刘辰光,刘敏,王茂章,等.电化学电容器中炭电极的研究与开发II.炭电极【J】_新型炭材料,2002,17(2):64.72【3】孟庆函.李开喜.宋燕.等.石油焦基活性炭电极电容特性研究【J】_新型炭材料,2001,16(4):18-21【4】何月德,刘洪波,张红波.活化剂用量对无烟煤基高比表面积活性炭电容特性的影响【J】_新型炭材料,2002,17(4):18-2210∞∞∞0—口/o一∞石亡石一.一l.[5】文越华,曹高萍,程杰,等.纳米孔玻态炭一超级电容器的新型电极材料I.固化温度对其结构和电容性能的影响[J].新型炭材料,2003,18(3):219-224[6】周鹏伟,李宝华,康飞宇.椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发.新型炭材料,待发表.。

44作者简介：季丰(1973- )，男，工程师，硕士，研究方向为微风发电和电动汽车技术。

检验与测试0 引言在环境污染日益严重的今天，新能源汽车受到越来越广泛的重视。

电动汽车在使用过程中可以轻松做到零排放低污染，且具有和传统燃油汽车相媲美的动力性能，因而获得了越来越广泛的应用。

然而，电动汽车也有着使用蓄电池后与生俱来的缺陷：能量密度偏低，续驶里程短；功率密度较小，高功率状态下动力不足；电池受环境影响较大，循环次数有限，寿命短、充电时间过长等。

这些问题都制约了电动车的普及使用。

汽车主机厂通常都要求电池配套厂商提供能量密度和功率密度都高，并且使用寿命较长的动力电池[1-2]。

而在实际生产过程中，这三者之间通常是矛盾的，难以同时达到最优状态。

超级电容作为一种新兴电子元件，在大幅度提升储电容量的同时，保持了传统电容充放电电流大、效率高和使用寿命长的特点。

这也是电容一直优于电池的工作特性。

在目前的技术条件下，动力电池是最适合电动车使用的储能装置，具有相对较高的能量密度[3-5]。

但动力电池的功率密度相对较低，在大电流状态下功率不足，效率降低。

在实际应用过程中，难以应对车辆频繁的高功率大电流工作需求，如起步、加速、爬坡等。

电容的高功率密度特性恰好可以弥补动力电池的不足之处。

电容相对于电池的超高循环使用寿命也可以在一定程度上补偿电池的使用寿命。

但超级电容的能量密度与动力电基于电动车的超级电容驱动装置实验分析季丰，陈勇涛，谢宇航(三江学院 机械与电气工程学院，江苏 南京 210012)摘 要：根据车载动力电池和超级电容各自的特点，为普通电动车加装了超级电容驱动装置，实现动力电池与超级电容混合驱动的模式。

根据车辆实际运行时的功率变化特性，建立模拟实验方法，对纯电池驱动和混合驱动两种状态进行了实车运行的对比测试。

结果表明超级电容可以提高车载电源系统的功率密度和放电效率，延长续驶里程，降低电池发热程度，延长其实际使用寿命等。

超级电容在电动车中的应用研究摘要：介绍了超级电容器的机理与特点，概述了国内外超级电容在电动汽车中的应用研究现状，通过分析比较超级电容在电动车中应用的拓扑结构及控制策略，设计了一种新型的超级电容一蓄电池复合电源电动车控制系统(包括一个双向DC/DC变换器和一个三相全桥逆变器)。

实验结果表明，该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点，可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求，并能提高电动车制动能量回收的效率，增加续驶里程。

以超级电容为惟一能源的电动车可以作为固定线路车使用，但配套设施还需要完善，所以发展趋势并不乐观。

曹秉刚，曹建波，李军伟，续慧，许鹏(西安交通大学电动车研究开发中心，710049，西安)由于环境污染和石油危机的双重压力，电动车已经逐渐成为人们生活中一种重要的绿色交通工具。

电源是电动车的能量源泉，但目前电池技术还不能完全满足电动车的要求。

超级电容是一种介于电池和静电电容器之间的储能元件，具有比静电电容器高得多的能量密度和比电池高得多的功率密度，不仅适合于作短时间的功率输出源，而且还可利用它比功率高、比能量大、一次储能多等优点，在电动车启动、加速和爬坡时有效地改善运动特性。

此外，超级电容还具有内阻小，充放电效率高(90%以上)、循环寿命长(几万至十万次)、无污染等独特的优点，和其他能量元件(发动机、蓄电池、燃料电池等)组成联合体共同工作，是实现能量回收利用、降低污染的有效途径，可以大大提高电动车一次充电的续驶里程。

因此，超级电容在电动车领域有着广阔的应用前景，将是未来电动车发展的重要方向之一。

目前，日本、美国、瑞士、俄罗斯等国家都在加紧超级电容的开发，并研究超级电容在电动车驱动和制动系统中的应用，而我国超级电容的生产和应用还处于起步阶段。

1超级电容的机理与特点超级电容(Ultracapacitor)是近期发展起来的一种新型储能元件，是一种具有超级储电能力、可提供强大脉动功率的物理二次电源，它与常规电容器不同，其容量可达数万法。

设计与研究・D ESIGN ”RESEARCH超级电容电动车动力性能的研究收稿日期:2004-11-29修回日期:2005-08-10崔淑梅　张千帆　宋立伟　杨世彦　程树康(哈尔滨工业大学,哈尔滨　150001)摘　要:首先阐述了超级电容电动车电气系统配置及各单元主要性能。

建立了电动车动力系统数学模型,根据所确定的驱动电机及实际车辆参数,应用M A TLAB 仿真软件,对整车动力性能进行仿真计算,给出超级电容电动车的动力性能指标。

关键词:超级电容;电动车;动力性能中图分类号:TM 333.1 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2005)04-0037-04The Research of Supercapac itor Electr ic Veh icle D ynam ic Perfor manceCU I Shu -m ei ,ZHAN G Q ian -fan ,SON G L i -w ei ,YAN G Sh i -yan ,CH EN G Shu -kang(H arb in in stitu ti on of techno logy ,H arb in 150001,Ch ina )Abstract :T h is paper describes the electrical system configu rati on of supercapacito r veh icle and the m ain functi on of every un it .T he m athem atical model of the electric veh icle’s dynam ic system is founded ,and acco rding to the pa 2ram eters of the drive mo to r and real veh icle ,the w ho le veh icle perfo rm ances can be si m u lated and calcu lated w ith the help of si m u lative softw are M A TLAB .T hu s ,the dynam ic perfo rm ance indexes are ach ieved .Key words :supercapacito r ;electric veh icle ;dynam ic perfo rm ance0　引　言超级电容功率密度大,充放电时间短,大电流充放电特性好,寿命长,低温特性优于蓄电池,在电动车上有很好的应用前景。

新能源汽车的超级电容技术研究新能源汽车的兴起，标志着人类步入了绿色出行的新时代。

然而，随着全球气候变暖和环境污染问题日益凸显，传统燃油车辆逐渐被淘汰的趋势也日益明显。

在这种背景下，新能源汽车成为了人们关注的焦点之一，而超级电容技术则被认为是新能源汽车领域的一项重要突破。

超级电容技术，即超级电容器技术，是一种相对于传统蓄电池技术而言具有更高能量密度、更快充放电速率和更长寿命的能源储存技术。

在新能源汽车中，超级电容技术可以被应用于提升动力系统的性能，改善驾驶体验，并解决传统电池的充电时间长、续航里程短、寿命有限等问题。

目前，全球各大汽车制造商和科研机构都在积极研究超级电容技术，希望通过不断创新和优化，将其应用于新能源汽车的生产中。

下面将从超级电容技术的原理、应用及未来发展等方面展开讨论。

首先，超级电容技术的原理是基于双电层电容效应和赝电容效应。

在超级电容器中，两个电极之间的电荷分布形成了一个超大的电容量，在电场的作用下，可以很快地实现充放电过程，从而实现高速充放电。

与传统蓄电池相比，超级电容技术具有更长的寿命，更高的能量密度和更好的高温性能，因此在新能源汽车中有着广阔的应用前景。

在新能源汽车中，超级电容技术主要应用于提升动力系统的性能。

一方面，超级电容器可以为汽车提供瞬时高功率输出，提升汽车的加速性能和动力响应速度，改善驾驶体验。

另一方面，超级电容器还可以在制动时将动能转化为电能进行回馈充电，提高整车的能源利用效率，延长续航里程。

因此，超级电容技术不仅可以提升新能源汽车的性能表现，还可以有效解决传统电池在充放电过程中的缺陷。

除了在动力系统中的应用，超级电容技术还可以被应用于新能源汽车的辅助系统中。

比如，在车载能源管理系统中，超级电容器可以作为电池的辅助储能设备，平衡电池的充放电过程，延长电池的使用寿命。

此外，在智能网联汽车中，超级电容技术还可以用于数据传输和信息处理，提升车辆的智能化水平，实现更加安全和便捷的出行。

超级电容器实验报告（一）引言概述:
超级电容器是一种新型的储能装置，具有高能量密度、快速充放电、循环寿命长等特点。

本实验旨在研究超级电容器的基本原理、性能测试和应用前景。

本文将从电容器的结构与工作原理、性能测试方法、性能参数、应用领域以及未来发展方向五个方面阐述超级电容器的相关知识。

一、电容器的结构与工作原理
1. 介绍超级电容器的基本结构，包括正负极材料、电解液和隔离层等。

2. 解释超级电容器的工作原理，包括离子吸附和分离、双电层电容和电化学电容等。

二、性能测试方法
1. 介绍超级电容器的电容测试方法，包括交流电容测试和直流电容测试。

2. 解释超级电容器的内阻测试方法，包括交流内阻测试和直流内阻测试。

三、性能参数评估
1. 讨论超级电容器的能量密度和功率密度的概念和计算方法。

2. 介绍超级电容器的循环寿命评估方法，包括循环稳定性测试和寿命预测方法。

四、应用领域
1. 介绍超级电容器在能源储存领域的应用，如电动车辅助动力、再生能源储存等。

2. 讨论超级电容器在电子设备领域的应用，如电子产品的快速充电和持续供电等。

五、未来发展方向
1. 探讨超级电容器的研究趋势，如材料改进和结构优化等。

2. 分析超级电容器在新兴应用领域的潜力，如智能穿戴设备和无人驾驶技术等。

总结:
通过本实验，我们深入了解了超级电容器的结构与工作原理，了解了性能测试方法和评估参数，探讨了超级电容器在各个应用领域的潜力，并展望了其未来的发展方向。

超级电容器作为一种新型的储能装置，具有广阔的应用前景和发展空间，必将在能源存储和电子设备领域发挥重要作用。

超级电容技术的电动车动力系统一、研究背景情况能源是一切系统得以运行的基础。

所以在任何设备的设计流程中，能量的供给速率、恒定稳定性、持久度都是第一要考虑的问题。

这一点在移动、便携设备上更为突出，几乎成为了其发展的瓶颈。

可以说能量供给的质量直接影响着移动、便携设备功能、性能的发展。

小到手机、随身听大到电车、潜艇都有一个电力供给的问题。

其中电池是核心问题，由于其能量密度大（可达20~100Wh/kg）、成本较低、技术成熟几乎成为了大量存储电荷的唯一手段，有着不可替代的地位。

但由于种种原因，电池容量得不到大幅的提高。

所以，各界都在研究着如何提高能量利用效率的问题。

上世纪九十年代，各国军事领域都出现了混合动力的战车、战舰。

即用柴油机发电给电池充电，再以电为动力驱动其运行。

这种看似二战中的老式潜艇的动力方式在如今却有着突出的优势。

由于柴油机的特性，运转速度越慢效率越高。

但功率难以保证。

在高速运转时功率大而效率低。

尤其在加速过程中能量浪费很严重。

所以就让柴油机以经济功率运转发电，给电池充电。

通过电池来驱动其运行。

同时电机变速效率比机械变速效率高得多，整体可以节能近30%。

可以说电驱动是如今的发展趋势。

但是由于电池的特性，瞬间放电功率有限。

同时，也有与柴油机相似的缺点——输出功率越大效率越低——虽然比柴油机已经强得多了。

但综合来看，电池驱动的瞬间加速能力仍不如常规动力。

于是，就要求在电池驱动的瞬间放电功能有所改善。

其中，在电池上并联一个超级电容是最可行、最成熟的解决方案。

所以，超级电容的研发成了一个热点技术。

从1957年Becker申请了活性炭做电极材料的双电层电容器专利到现在，超级电容器已有半个世纪的发展历史。

其中研究工作主要集中在电极活性物质的研究上。

此间许多物质被用作电极材料，大致可分三类：碳材料，过渡金属化合物以及掺杂的导电聚合物。

碳材料是最早用作超级电容活性物质的材料，并且其应用一直延续到现在。

目前玻璃碳、碳纳米管等材料用于超级电容的电极材料受到越来越多的关注，利用碳纳米管制成的电容器单体，测得其比容量可达到104F/g，在100HZ时还有49F/g，这个转变频率远远大于活性炭的1Hz，说明碳纳米管具有更优良的频率响应。

新能源汽车产业的超级电容技术研究随着全球经济的快速发展，越来越多的国家开始加强新能源汽车的研发和应用。

新能源汽车不仅有助于减少化石能源的消耗，还可以降低环境污染和气候变化的影响。

在新能源汽车的发展中，超级电容技术的研究和应用被视为一项能够进一步提升电动汽车性能和竞争力的关键技术之一。

超级电容技术是一种利用电化学反应达到能量存储和释放的技术。

与传统电池不同，超级电容器的能量储存和释放速度更快，寿命更长。

超级电容器可以作为电动汽车中的辅助储能装置，能够提供短时间内的高功率输出，可以有效地弥补电动汽车传统电池在加速和急停时可能出现的不足。

此外，超级电容技术还可以用于制造智能电网、无线电动车充电设备等领域。

在超级电容技术的研究方面，主要面临的问题是复杂的电化学反应、电容器的容量限制和电池的充电速度等方面。

科学家们提出了一系列创新的技术来解决这些问题。

例如利用纳米材料和多孔材料制造电极，提高电容器的电容量；利用电化学反应来储存和释放能量，提高电容器的能量密度；利用高速充电技术来缩短电容器充电时间，提高充放电效率。

超级电容技术的研究和应用在全球范围内都取得了一定的进展。

美国、日本、韩国、中国等国家在这一领域都进行了大量的研究。

例如，美国和日本等国家的企业已经开发出具有较高能量密度和较长寿命的超级电容器产品。

中国也在加强超级电容技术研究，一些企业已经开始推出超级电容储能系统和无线电动车充电设备等新产品。

超级电容技术的广泛应用对提高电动汽车性能、降低碳排放、促进新能源产业发展等方面都有积极的作用。

随着超级电容技术的不断进步和完善，相信它将会在新能源汽车领域发挥越来越重要的作用。

综上所述，超级电容技术作为一种新兴的能量储存和释放技术，在新能源汽车产业的发展中发挥着重要的作用。

在未来的发展中，超级电容技术将不断完善和推广，成为电动汽车的重要辅助设备，为推动新能源汽车产业的发展做出更大的贡献。

新能源汽车是未来汽车产业的发展方向之一。

超级电容器在新能源汽车中的储能性能研究新能源汽车作为未来汽车发展的主要方向，不仅要求其拥有高效而清洁的动力系统，还需要具备高效的储能装置。

超级电容器作为一种重要的储能装置，其独特的性能使其在新能源汽车中具有广阔的应用前景。

本文通过对超级电容器在新能源汽车中的储能性能进行研究，分析其优势和挑战，并探讨其发展前景。

一、超级电容器的基本原理和结构超级电容器，又称为电浆电容器，其储能原理是通过电化学方式将能量储存在两个电极间的电场中。

相比于传统电池，超级电容器具有高能量密度、快速充放电、长循环寿命等优点。

其结构主要由正负极电极、导电介质和电解质组成，常见的材料有活性炭、氧化铝等。

二、超级电容器在新能源汽车中的应用1. 提供快速充电能力超级电容器具有快速充电和放电的特点，可以在短时间内存储大量能量，并迅速释放，满足新能源汽车对于高动力输出的需求。

相比于传统电池的充电时间，超级电容器可以大大缩短充电时间，提高汽车的使用效率。

2. 实现能量回收和再利用新能源汽车经常需要在制动或者减速时将动能转换为电能进行回收，以提高能量利用率。

超级电容器具有出色的能量回收和再利用能力，可以将制动过程中产生的能量存储起来，下次加速时再利用，从而减少能源浪费，提高车辆的续航里程。

3. 提升电池寿命和安全性新能源汽车通常采用锂离子电池作为主要储能装置，而超级电容器可以作为辅助储能设备，减少电池的使用频率和负载，有效延长电池的寿命。

此外，超级电容器具有良好的安全性能，相对于电池而言，不会发生过热、燃烧等事故，可以提高新能源汽车的安全性。

三、超级电容器在新能源汽车中的挑战和对策1. 低能量密度问题与锂离子电池相比，超级电容器的能量密度仍然较低，限制了其在新能源汽车中的进一步应用。

解决低能量密度问题的关键在于开发新型电极材料和改进电容器的结构，提高电容器的能量密度。

2. 成本和体积问题超级电容器的成本和体积也是制约其在新能源汽车中应用的关键因素。

探究超级电容器在电动汽车领域的科学应用随着能源危机的进一步加重以及人们保护环境意识的觉醒，对新能源的研究也提上了日程。

近年来，国家大力扶持电动汽车的发展，然而，电能作为电动汽车的主要动力来源，然而，当前的电池技术却无法满足电动汽车的运行需求。

超级电容器的特有优势有利于电动汽车的进一步发展，然而，当前市面上的超级电容器还存在很多问题，因此，本文就当前超级电容器存在的问题及改革措施做了一定的探究，希望相关部门通过改革，促进电动汽车的发展。

标签：电动汽车;电容器;改进措施一、什么是超级电容器所谓超级电容器是指具有温度特性好、充电快、节能、寿命长、绿色和环保等特点的新型储能装置。

超大容量电容器、双电层电容器、电化学电容器、法拉电容、黄金电容都是其别称。

近十几年来材料科学的突破为超级电容器的关键构件新型功率型储能元件的出现创造了条件，也就是说，新型的超级电容器得以批量生产也是近几年的事。

超级电容器的应用面特别广，市场需求量很大，自其问市以来，就成为该领域内的新亮点。

在日常生活中，很多和我们生活息息相关的诸如：电动汽车、电力铁路、通信、消费性电子产品等众多领域都有超级电容器的参与，因此其发展水平对大家来说意义重大。

二、超级电容器对于电动汽车的重要性对于电动汽车来说，电源是其主要驱动力，因此电源技术的发展水平特别关键。

电动汽车对电源的要求也很高，充放电时间、价格费用、能密度、寿命、可靠性和安全性都是其考虑的范围。

然而传统的动力电池在以上几个方面都存在这样或者那样的局限性，严重的阻碍着电动汽车的进一步发展，因此对电动汽车的电源革命迫在眉睫。

相比之下，超级电容器的优势就会特别明显。

其储电能力特别强大，可以提供强大的电源，容量也远远的超过了传统的动力电池，它的出现打破了电动汽车的发展障碍，凭借其特有的充电快、寿命长、节能环保等特点为电动汽车的发展做出了重大贡献。

三、电动汽车的现状（一）发展势头良好由于汽车尾气排放量的与日剧增，城市的污染力度也随之增加。

一、实验目的1. 了解超级电容器的原理及结构；2. 掌握超级电容器的性能测试方法；3. 分析超级电容器的电化学特性；4. 评估超级电容器的实际应用价值。

二、实验原理超级电容器是一种新型电化学储能器件，具有高比电容、长循环寿命、快速充放电等优点。

其工作原理是基于电极/电解质界面形成的双电层，通过离子在电极/电解质界面上的吸附和脱附来储存和释放能量。

本实验主要研究超级电容器的比电容、充放电性能、循环寿命等电化学特性。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：（1）超级电容器电极材料：活性炭、金属氧化物等；（2）电解液：锂离子电池电解液；（3）集流体：铜箔、铝箔等；（4）隔膜：聚丙烯隔膜。

2. 实验仪器：（1）电化学工作站：用于测试超级电容器的充放电性能、循环寿命等；（2）扫描电子显微镜（SEM）：用于观察电极材料的形貌；（3）X射线衍射仪（XRD）：用于分析电极材料的晶体结构；（4）循环伏安仪（CV）：用于测试超级电容器的电化学特性。

四、实验步骤1. 电极材料的制备：将活性炭、金属氧化物等粉末与粘结剂混合，制成浆料，涂覆在集流体上，干燥后制成电极。

2. 超级电容器的组装：将制备好的电极、隔膜、集流体依次组装成超级电容器。

3. 性能测试：（1）充放电性能测试：在电化学工作站上，以不同电流密度对超级电容器进行充放电测试，记录充放电曲线。

（2）循环寿命测试：在电化学工作站上，以固定电流密度对超级电容器进行充放电循环，记录循环次数。

（3）电化学特性测试：在循环伏安仪上，以不同扫描速率对超级电容器进行循环伏安测试，分析其电化学特性。

五、实验结果与分析1. 充放电性能测试：图1为超级电容器的充放电曲线。

从图中可以看出，超级电容器的充放电曲线呈典型的电容曲线，具有较宽的充放电平台，说明其具有较大的比电容。

2. 循环寿命测试：图2为超级电容器的循环寿命曲线。

从图中可以看出，在固定电流密度下，超级电容器的循环寿命达到5000次以上，说明其具有较长的循环寿命。

超级电容器实验报告一、实验目的1.了解超级电容器的原理和特点。

2.掌握超级电容器的工作原理和性能测试方法。

3.研究超级电容器的放电特性，并分析其影响因素。

二、实验仪器和设备1.超级电容器：包括正负极电极、隔膜等组件。

2.直流电源：提供电容器充电所需的电压。

3.电压表：用于测量电容器充电和放电的电压。

4.电流表：用于测量电容器放电时的电流。

5.放电电阻：用于限制电容器放电时的电流，防止短路。

三、实验步骤和内容1.连接实验电路：将超级电容器的正负极分别连接到直流电源的正负极，并通过电压表和电流表测量电容器的电压和电流。

2.充电实验：通过直流电源给超级电容器充电，记录电容器的电压随时间的变化曲线。

3.放电实验：将超级电容器的正负极短接，并通过放电电阻控制放电电流的大小，记录电容器的电压随时间的变化曲线。

四、实验结果和分析1.充电实验结果：从充电实验曲线可以看出，电容器的电压随时间呈线性增长，并且充电速度较快。

当电容器电压达到直流电源电压时，电容器即可达到最大充电状态。

2.放电实验结果：从放电实验曲线可以看出，电容器的电压随时间呈指数衰减，并且放电速度较快。

超级电容器的放电过程可以持续较长时间，并且输出的电能较大。

3.影响因素分析：(1)电容器的电容量大小：电容器的电容量决定了其储存和放出电能的能力。

电容量越大，储存和输出的电能也就越大。

(2)电容器的内阻：内阻越小，电容器的充电和放电速度越快。

较低的内阻可以提高超级电容器的储存和输出效率。

(3)放电电阻的大小：放电电阻的大小决定了放电电流的大小。

过大的放电电阻会限制电容器的放电速度，过小的放电电阻会导致电容器电流过大而短路。

五、实验总结通过本次实验，我对超级电容器的工作原理和特点有了更深入的了解。

超级电容器具有充电速度快，输出电能大的特点，具有很大的应用潜力。

下一步，我将进一步研究超级电容器的制作和使用方法，以及探索其在节能环保、储能等领域的应用前景。

调研超级电容器在电动车应用的可行性报告XLL2015.08.20目录一、总论（一）超级电容器概述（二）超级电容器现状及发展前景分析（三）超级电容器与新能源汽车二、市场分析（一）超级电容器市场宏观环境（二）超级电容器在新能源汽车运用特点（三）新能源汽车现状及发展趋势（四）新能源汽车用超级电容现状发展趋势（五）超级电容器特点及主要性能参数（六）新能源汽车动力系统及主要技术参数（七）超级电容器在新能源汽车运用的可行性及必要性（八）超级电容器在新能源汽车适用的可行性（九）市场预测三、超级电容器与锂离子电池1)超级电容器和锂离子电池协同竞争关系2)超级电容器和锂离子电池政策四、可行性研究结论与建议（一）综合评价（二）研究报告的结论（三）存在的问题（四）建议及实施条件一、总论（一）超级电容器概述超级电容器，又名电化学电容器，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。

它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。

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。

其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

超级电容器具有以下特点：1具有法拉级的超大电容量；2比脉冲功率比蓄电池高近十倍3充放电循环寿命在十万次以上；4能在-40℃-70℃的环境温度中正常使用；5有超强的荷电保持能力，漏电源非常小；6充电迅速，使用便捷；7无污染，真正免维护（二）超级电容器现状及发展前景分析超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。

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。

超级电容器在电动车上的应用
 中心议题：
超级电容器基本原理
与传统电容器、电池的区别
解决方案：
超级电容器在刹车时再生能量回收
在启动和爬坡时快速提供大功率电流
现在，城市污染气体的排放中，汽车已占了70％以上，世界各国都在寻找汽车代用燃料。

由于石油短缺日益严重人们都渐渐认识到开发新型汽车的重要性，即在使用石油和其它能源的同时尽量降低废气的排放。

超级电容器功率密度大，充放电时间短，大电流充放电特性好，寿命长，低温特性优于蓄电池，这些优异的性能使它在电动车上有很好的应用前景。

超级电容器在新能源汽车中的应用效果研究下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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超级电容器实验报告超级电容器实验报告引言：超级电容器作为一种新兴的储能设备，具有高能量密度、快速充放电速度和长寿命等优点，被广泛应用于电动汽车、可再生能源储存等领域。

本次实验旨在探究超级电容器的基本原理、性能测试以及其在实际应用中的潜力。

一、超级电容器的基本原理超级电容器是一种能够以电场储存能量的电子元件。

它由两个电极和介质组成，电极通常采用活性炭或金属氧化物材料，介质则是电解质溶液。

当外加电压施加在电容器上时，正负电荷在两个电极上分别积累，形成电场，从而实现能量储存。

二、超级电容器的性能测试1. 电容量测试电容量是评估超级电容器性能的重要指标之一。

我们使用恒流充放电法进行测试，首先将超级电容器充电至一定电压，然后通过测量放电电流和时间来计算电容量。

实验结果显示，超级电容器的电容量较大，远远超过传统电容器。

2. 充放电速度测试超级电容器的充放电速度是其重要特性之一。

我们通过实验测量超级电容器在不同电压下的充放电时间，发现其充放电速度极快，远远快于传统电池。

这使得超级电容器在需求高能量瞬间释放的应用中具有巨大优势。

3. 循环寿命测试超级电容器的循环寿命是评估其使用寿命的指标之一。

我们将超级电容器进行多次充放电循环测试，结果显示其循环寿命较长，能够承受大量的充放电循环，这使得超级电容器在需要频繁充放电的场景下具备优势。

三、超级电容器的实际应用潜力1. 电动汽车超级电容器的高能量密度和快速充放电速度使其成为电动汽车领域的理想储能设备。

与传统锂电池相比，超级电容器能够实现快速充电，并在短时间内释放大量能量，提供更好的动力输出和续航能力。

2. 可再生能源储存超级电容器也可以用于可再生能源储存领域，如太阳能和风能储存。

通过将超级电容器与太阳能电池板或风力发电机相结合，可以实现能量的高效储存和快速释放，解决可再生能源波动性的问题。

3. 家电和移动设备超级电容器在家电和移动设备中的应用也具有潜力。

由于其快速充放电速度，超级电容器可以为电视、冰箱等家电设备提供瞬间的高能量需求，同时也可以为移动设备提供快速充电的功能。

图1 系统电路模型图2 放电仪电路模型图3 超级电容器充放电电压波动模型领域，同时为超级电容器的测试提供参考方案[9]。

1 实验硬件1.1 实验装置选取超级电容器既具有普通电容器的充放电速度快的特性，同时又拥有充电电池储能容量大的特性，是介于普通电容器和充电电池之间的一种新型储能器件。

故在超级电容器参数测试中将普通电容器与充电电池测试方法相结合，设计出适合超级电容器参数测试的方案。

实验中所采用的超级电容器48V/165F模块，质量为13.70kg，工作温度要求在-40 ℃~65 ℃之间。

常应用于混合动力汽车、轨道交通、重型工业设备、UPS系统等，对工作环境温度没有较高要求，故测试温度在压，断开充电电源，并记录停止瞬间的电压值，观察示波器波形变化，记录在停止充电后的电压变化至稳定状态的电压值；3）重复步骤2）操作5次，在表一中记录相应的数据，分析并计算出超级电容器的充电情况下的内阻；4）将超级电容器以初始电流为I=3 A放电至某一电压，然后迅速停止放电，记录此时电流I2和电压停止瞬间值，观察示波器波形变化，记录在停止放电后的电压变化至稳定状态的电压值；操作5次并在表二中记录相应的分析并计算出超级电容器的放电情况下的内阻到截止电压，关闭空气开关，断开粗导线将超级电容器两端直接短路3）调试电源：先将电流粗调和电流细条旋钮顺时针调至最大，再调节电压粗调旋钮和电压细调旋钮将电压值设定为48 V，然后将电源接入超级电容器气开关，给超级电容器充电，由于电源的最大电流只有5.06 A，故前期处于恒流充电状态源自动转变为恒压浮充，在恒压浮充阶段个下降趋势变化，最终电流值趋于稳定示的电流大小即为超级电容器在流大小。

图4 超级电容器漏电流变化曲线图5 超级电容器充电电流变化曲线其中，x 为样本；f(x) 为某一训练样本的特征值为阈值；p 指示不等号方向。

Adaboost 算法步骤如下：根据权重错误来选择弱分类器（3）强分类器：把所有分类器连接起来组成一个筛选式的级联分类[3]Jonsson K, Kitter J, Li Y P,et al. Support vector machines for face authentication[J].Imaging[5]欧维，刘荣，蒋红梅．智能视频监控技术在电视监控系统中的应用[J]．智能建筑电气技术，[6]范金刚．智能视频监控系统若干关键技术的研究和实现[D].成都：电子科技大学,2006．[7]黄璐．数字视频监控系统的设计与实现[J]．系统仿真技术，2006,2（2）:118-124．[8]梁修如，严国萍．嵌入式视频监控服务器系统典型方案及其性能分析[J]．电视技术，2005（10）[9]程恳，陈长清，张鹏宇，等．一个嵌入式视频监控系统的设计与实现[J]．微计算机信息，2008,24绘制超级电容器充电电流变化曲线如图所示。

用于混合动力车辆的超级电容器技术研究超级电容器技术在混合动力车辆中的研究与应用混合动力车辆作为未来汽车发展的重要方向之一，已经成为全球各大汽车制造商的关注焦点。

与传统内燃机发动机相比，混合动力系统能够更有效地提高燃油利用率并降低尾气排放。

在混合动力系统中，超级电容器技术的研究与应用被广泛关注。

超级电容器作为一种高能量密度和高功率密度的储能装置，具有快速充电和放电的特点，可以为混合动力车辆提供辅助能量，并帮助提高能量回收效率。

一、超级电容器技术的基本原理超级电容器，也被称为超级电容、电化学电容器，是一种能够储存和释放大量电荷的电子元件。

它与传统电容器不同，能够储存更多的电荷，并具有较高的能量密度和功率密度。

超级电容器的储能机制主要基于电动力学，其中使用的主要元件包括两个导电板（称为电极）和其中间的电解质。

超级电容器的工作原理可以通过两种方式进行解释：双电层电容和伪电容。

在双电层电容情况下，电荷存储在电极表面形成一个非常薄的电极电层。

而在伪电容情况下，电极材料发生化学反应，并以电荷转移的形式存储能量。

此外，超级电容器的性能还受到电极材料、电解质和结构设计的影响。

二、超级电容器在混合动力车辆中的应用1. 启动与制动功率平衡混合动力车辆中的超级电容器可以用于提供启动功率和制动回收能量的平衡。

在启动过程中，超级电容器可以释放储存的能量，提供额外的动力，从而减少发动机启动时的负荷。

而在制动过程中，超级电容器可以通过回收制动能量并储存起来，以供下一次加速时使用。

这种能量平衡的配置可以降低燃油消耗并提高整体燃效。

2. 减少燃料消耗和排放超级电容器在混合动力车辆中的应用还可以减少燃料消耗和尾气排放。

混合动力车辆通常通过回收制动能量来充电超级电容器，而不是传统的阻性制动。

这种回收能量可以在车辆需要额外动力时供给电机，进而减少对燃油发动机的依赖。

通过减少发动机的使用时间和优化能量的分配，超级电容器技术可有效降低燃料消耗和减少尾气排放。