超级电容器的国家标准

超级电容器应用技术

一、所属行业 电池

二、技术名称 超级电容器应用技术

三、技术类型 高功率电化学电源 - 清洁型动力电源

四、适用领域 可替代铅酸电池，为电动车辆提供动力电源

五、技术内容

1、基本原理

混合型超级电容器可作为城市公交电车的牵引型和启动型电源，也可以替代铅酸电池为货场电动车提供动力电源。

混合型超级电容器是利用电容器充放电快、寿命长、无环境污染的特性，采用现代电化学技术，提高电容器的比能量（Wh/kg）和比功率（W/kg）而制成的高功率电化学电源。原理图如下。

2、 工艺流程图

（1）非极化电极制作工艺流程

金属氧化物

和浆 刮浆 干燥 烧结 浸渍 导电骨架

（2）极化电极制作工艺

（3）超级电容器制作工艺

3、 技术评价情况

2002年12月，国家863计划电动汽车重大专项项目“车用动力超级电容器及其管理模块”课题通过科技部验收。

2004年7月，“车用超级电容器”课题通过上海市科委鉴定，达到国际先进水平。

2004年9月，专利技术二次开发项目 “电动公交车用超级电容器”通过上海市科委验收。

2004年12月，863计划电动汽车重大专项“燃料电池客车用超级电容器”项目通过国家科技部验收。

4、 技术专利和知识产权情况

已申请混合型超级电容器相关专利13项，其中发明专利8项，见下表：

序号 专利名称 申请号 专利类型 法律状态

1 双电层电容器 ZL01118705.0 发 明 授权

2 车用启动型超级电容器 02217073.1 实用新型 授权

3 一种车用动力电源超级电容器 02217074.X 实用新型 授权

4 一种电动轮椅的储能系统 03228121.8 实用新型 初审

5 一种小型电动车的储能系统 03228119.6 实用新型 初审

6 一种太阳能道钉 03228120.X 实用新型 授权

7 一种车用动力电源超级电容器 03114836.0 发 明 实审 正极制作

—1—附件

新型储能标准体系表编号标准类别储能类别标准名称标准类型标准号/计划号

1

基础通用各类型储能电力储能系统术语国家标准20204672-T-5242电力储能电气图形及文字符号国家标准待计划3

电化学储能电化学储能电站标识系统编码导则行业标准DL/T1816-20184电化学储能系统溯源编码规范行业标准DL/T2082-20205全钒液流电池术语国家标准GB/T29840-20136

规划设计电化学储能设计风光储联合发电站设计标准国家标准GB/T51437-20217新能源基地跨省区送电配置新型储能规划技术导则行业标准能源202202668电力系统配置电化学储能电站规划导则国家标准20214764-T-5249电化学储能电站勘察规范行业标准待计划—2—编号标准类别储能类别标准名称标准类型标准号/计划号

10电化学储能电站设计规范国家标准GB/T51048-201411电化学储能电站接入电网设计规范行业标准DL/T5810-202012分布式储能接入电网设计规范行业标准DL/T5816-202013电化学储能电站可行性研究报告内容深度规定行业标准能源2021037114电化学储能电站初步设计内容深度规定行业标准能源2021037215电化学储能电站施工图设计内容深度规定行业标准能源2021037316电化学储能电站防火设计规范行业标准待计划17电网侧储能规划设计技术导则行业标准待计划18户用储能设计规范行业标准待计划19电化学储能电站暖通设计规范行业标准待计划20电力用氢储能电站设计规范行业标准待计划21技术储能电站技术监督导则行业标准能源20210351—3—编号标准类别储能类别标准名称标准类型标准号/计划号

管理22储能电站项目管理规范行业标准待计划23储能电站测量技术监督规程行业标准待计划24储能电站电能质量技术监督规程行业标准待计划25储能电站环保技术监督规程行业标准待计划26储能电站化学技术监督规程行业标准待计划27储能电站绝缘技术监督规程行业标准待计划28储能电站监控及自动化技术监督规程行业标准待计划29储能电站节能技术监督规程行业标准待计划30储能电站继电保护技术监督规程行业标准待计划31电化学储能电站技术监督导则行业标准待计划32电力储能用锂离子电池监造导则国家标准20214480-T-52433电力储能用变流器监造导则行业标准待计划—4—编号标准类别储能类别标准名称标准类型标准号/计划号

超级电容器的技术指标说明

超级电容器的主要性能指标有：容量、内阻、漏电流、高低温特性、循环寿命、能量密度、功率密度等。

(1)容量：电容器存储的容量，单位为F。

(2)内阻：分为直流内阻和交流内阻，单位为mΩ。

(3)漏电流：恒定电压下一定时间后测得的电流，单位为mA。

(4)能量密度：是指单位重量或单位体积的电容器所给出的能量，单位为Wh/Kg或Wh/L。

(5)功率密度：单位重量或单位体积的超级电容器所给出的功率，表征超级电容器所承受电流的大小，单位为W/kg或W/L。

(6)循环寿命：超级电容器经历一次充电和放电，称为一次循环。可超过一百万次。

5.超级电容器的特点

(1)使用寿命长，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，与铅酸蓄电池的差别见表3-4。

表3-4 超级电容器与蓄电池主要性能比较

项 目 单 位 普通电容 蓄 电 池 超级电容器

平均放电时间 s 10-6-10-3 20～180 0.1～30

平均充电时间 s 10-6-10-3 90～360 0.1～30

比能量 W·h/kg <0.1 20～200 5～20

比功率 W/kg 10000 50～300 1000～2000

(2)充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上。超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。

(3)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源。

(4)在很小的体积下达到法拉级的电容量，无须特别的充电电路和控制放电电路，和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响。

(5)保用不当会造成电解质泄漏等现象。它内阻较大，因而不可以用于交流电路使用。 (6)超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出，而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。

电容器国家标准

标准电容器

Standard capacitors

1 适用范围

本标准适用于交流频率从20Hz～1MHz，容量标称值从10-4～1012pF的单值标准电容器(以下简称电容器)。

本标准不适用于内附在仪器中、测量电桥和装置中的电容器。

2 产品品种和分类

2.1 凡符合本标准要求的电容器应制成单值(固定容量)型式。

2.2 电容器的准确度等级如表1所示。

注：电容器的等级指数可用a;以百分数表示；或用b,以百万分之几(ppm)表示；或用c,以科学标记法表示。

2.3 电容器的容量标称值(以pF计)应符合以下数列之一：

1×10n;2×10n;3×10n;4×10n;5×10n;9×10n;10×10n

其中n为：-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.

2.4 施加于电容器上的最大交流电压(有效值以V计)应符合以下数列之一：

1×10n，2×10n，3×10n，5×10n，7×10n

其中n为：2，1，0，-1,-2,-3.

3 技术要求

3.1 电容器基本误差极限

电容器应按容量标称值的百分数表示其允许基本误差极限，并以δ表示：

式中：K--电容器以百分数表示的准确度等级指数。

3.2 确定基本误差时的条件

3.2.1 各有关影响量的参考条件及允差如表2所示。

表2 影响量的参考条件及允差

3.2.2 对于准确度等级为0.005，0.01，0.02，0.05，0，1，0.2的电容器，测试前应在参考条件下至少放置24h，对于其他准确度等级的电容器，测试前应至少在参考条件下放置8h。

3.3 确定变差时的条件

3.3.1 电容器应有参考工作频率或参考工作频率范围。

允许工作频率应在50kHz之内，或推荐的工作频率范围为1MHz之内。

频率值(范围)应在具体型号电容器的技术条件中规定。

3.3.2 电容器应在周围环境温度为5～40℃，空气相对湿度为40%～80%，大气压力为98.3～10