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电化学电容器储能机理

电化学电容器储能机理

从原理上讲,电化学电容器的电能存储机理有两种,一种是将电荷存储在电极/电解质溶液界面处电双层中,典型的高比表面积炭为电极材料;另一种是利用发生在电极表面的二维或准二维法拉第反应存储电荷,一般以某些过渡金属氧化物为电极材料,典型的代表是二氧化钌(RuO2)。

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电化学电容器造价信息

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电容器

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电容器

  • 品种:电容器;规格:13F×450V×105℃;说明:亚牌金属卤化物灯专用防爆;每箱数量:24;箱外尺寸:35×24×17;箱重:3.7;额
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电容器

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电容器

  • 品种:电容器;规格:28F×450V×105℃;说明:亚牌金属卤化物灯专用防爆;每箱数量:24;箱外尺寸:35×24×17;箱重:7;额定容
  • 世纪亚明
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电容器

  • 品种:电容器;规格:50F×450V×105℃;说明:亚牌金属卤化物灯专用防爆;每箱数量:24;箱外尺寸:39×27×17;箱重:6.1;额
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荧光灯电容器

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荧光灯电容器

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荧光灯电容器

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荧光灯电容器

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荧光灯电容器

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电容器

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电化学氧化还原系统

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电化学发生系统

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电容器

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电容器

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电化学电容器简介

电化学电容器(Electrochemical Capacitor, EC),又称作超大容量电容器(Ultracapacitor)和超级电容器(Supercapacitor)。它是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。与传统的电容器相比,电化学电容器具有更高的比容量。与电池相比,具有更高的比功率,可瞬间释放大电流,充电时间短,充电效率高,循环使用寿命长,无记忆效应和基本免维护等优点。因此它在移动通讯,消费电子,电动交通工具,航空航天等领域具有很大的潜在应用价值。

电化学电容器的单元由一对电极,隔膜和电解质组成,两电极之间为电子阻塞离子导通的隔膜,隔膜及电极均浸有电解质。用于电化学电容器电极材料的主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。碳基材料是目前工业化最成功的超级电容器电极材料,近来的研究主要集中在提高材料的比表面积和控制材料的孔径及孔径分布。目前的碳基材料主要有:活性炭粉、活性炭纤维、碳气凝胶、碳纳米管、纳米碳纤维等。碳基材料性能稳定,价格便宜,但电极内阻较大,不适合在大电流下工作。金属氧化物主要集中在二氧化钌(RuO2)的研究上,其电导率比碳基材料大两个数量级,且在硫酸溶液中稳定,比电容高达768 F/g ,是目前较理想的金属氧化物电极材料,但其昂贵的价格限制了它的广泛应用。因此寻找一种性能稳定,价格低廉的电极材料成为电化学电容器研究的一个热点。

研究发现Co(OH)2可以作为电化学电容器的替代材料,其比容量小于200F/g,而且制备过程复杂。掺杂Al可以提高活性物质的电化学性能,有利于保持电极材料在充放电过程中的结构稳定。因此在Co(OH)2中掺杂Al,形成Co-Al双氢氧化物结构的电极材料,将其用于超级电容器,将会提高超级电容器的比容量,循环寿命等电化学性能,更重要的是Co-Al的使用降低了制造成本,使大规模应用成为可能。

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电化学电容器发展

电化学电容器用来贮存电能是1957年美国通用电气公司Becker提出的。1879年Helmhoz提出双电层概念,1968年美国标准石油公司(SOHIO)率先研制成功碳基双电层电化学电容器,1978年日本Matshita公司开发成功商用松下金电器,197~1981年加拿大的B.E.Conway与美国Contimental Grob Inc合作开发混合氧化物电化学电容器。20世纪80年代,电化学电容器开始走向市场。

1899年,B.E.Conway出版了第一本关于电化学电容器的专著《电化学电容器——科学原理及技术应用》。

如今,美国、日本、俄罗斯在超大容量电容器的产业化方面处于领先地位,1996年,俄罗斯研制的电化学电容器为电源的电容公交车,充电一次可行驶12 km,时速25 km/h。

我国从20世纪80年代开始研究双电层电容器,自1996年以来,陆续发表了国内外研究进展的报道。从1998年开始,我国上海奥威科技开发有限公司进行电化学电容器的开发研究,2006年该公司开发的电化学电容器电车已在上海市试运行。

近年来,随着对电化学电容器认识的加深,国家和企业对电化学电容器研究的投入日益增大,越来越多的科研院所和高校投入到了电化学电容器研究的行列,研究水平也有了长足的进步,但从整体水平来看,我国在电化学电容器研究领域仍明显落后于世界先进水平。

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电化学电容器储能机理常见问题

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电化学电容器特点

电化学电容器作为一种新型储能器件,具有以下特点:

(1)高能量密度。电化学电容器比传统电容器的能量密度大10~100倍,达到1~10 W·h/kg。

(2)高功率密度。电化学电容器的功率密度可以达到2 kW/kg左右,为电池的10倍以上,可以在短时间内放出几百到几千安培的电流,非常适合用于短时间高功率输出的场合。

(3)使用寿命长。电化学电容器充放电过程中发生的电化学反应具有良好的可逆性,其理论循环寿命为无穷,实际可以达到10万次以上,比电池高10~100倍。

(4)使用温度范围宽。电化学电容器可以在-40~ 70℃的温度范围内使用,而一般电池为-20~ 60℃。电化学电容器充放电过程发生的电荷转移大部分都在电极活性物质表面进行,所有容量随温度衰减非常小。而电池在低温下容量衰减幅度却高达70%。

(5)充电速度快。电化学电容器可以采用大电流充电,能在几十秒内完成充电过程。而蓄电池则需要数小时完成充电,即使采用快速充电也需要几十分钟。

(6)放置时间长。由于自放电,电化学电容器的电压会随放置时间逐渐降低,但能重新充电到原来的状态,几年不用仍可以保持原来的性能指标。

(7)免维护,环保。

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电化学电容器结构

电化学电容器主要由电极、电解质和隔膜组成。其中,电极包括电极活性材料和集电极两部分。

集电极的作用是降低电极的内阻,要求它与电极接触面积大,接触电阻小,而且耐腐蚀性强,在电解质中性能稳定,不发生化学反应。集电极材料的选择主要根据所采用的电解质。通常,酸性电解质可以使用钛材料,碱性电解质可以使用镍材料,而有机电解质等可以使用廉价的铝材料。

隔膜的作用是在防止两个电极物理接触的同时允许离子通过。隔膜的电阻与其厚度成正比,与孔隙率成反比。为了降低电容器的ESR,对隔膜的要求是:①超薄;②高孔隙率;③高强度。通常使用的材料有玻璃纤维和聚丙烯膜等。

电化学电容器主要有两种结构形式。一种是三明治叠层结构的纽扣式电容器;另一种是将电极片和隔膜卷绕起来形成的卷绕式电容器。两种电容器各有优缺点,具体来说,卷绕式电容器电极易于制备,且可以容纳大面积电极,但是封装密度低,且多个电容器单元串联时占用空间较大,难以在较小的体积内获得较高工作电位。纽扣式电容器的封装密度高,而且其形状和结构便于多个电容器的串联以满足对高电压的需要,但难以容纳大面积电极,而且封装外壳需要承受较大压力。

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电化学电容器应用

电化学电容器以其大容量、高能量密度、大电流充放电和长循环寿命等特点,在国防、航天航空、汽车工业、消费电子、通信、电力和铁路等领域得到成功的应用,并且其应用范围还在不断拓展。根据电容量、放电时间和放电量的大小,电化学电容器主要可以用作辅助电源、备用电源、主电源和替换电源。

1.辅助电源

电化学电容器自问世以来,在军事方面的应用就受到极大关注。由电化学电容器和电池组成的“致密型超高功率脉冲电源”能为微波武器与激光武器提供兆瓦级的特大运行功率。此外,由电池和电化学电容器组成的复合电源系统可以保证军用载重卡车和装甲车辆在恶劣条件下的启动,还可用于军队和武警部队的武器、通信设备和防护系统的数字化装备,大大降低每个士兵的负担。

2.备用电源

如今电化学电容器的主要市场是用作消费电子产品的备用电源,在这类应用中,电化学电容器的价格比二次电池低,循环使用寿命也比二次电池长得多,并且具有充电快、环境适应性强以及报废时无环境污染等特点。这方面的应用主要包括视频录像机、电视卫星接收器、汽车视频系统、出租车计程器和计价器、计算控制器、家庭烤箱、光学或电子照相机、可编程计算器、电子台历和移动电话等。

3.主电源

在这类应用中,电化学电容器能提供几毫秒到几秒的大电流脉冲,随后又被其他电源小功率充电。例如电动玩具,采用电化学电容器作为电源,可以在一两分钟内完成充电,重新投入使用,而且电化学电容器具有极长的循环寿命,比采用电池更合算。其他家用电器,如数字钟、照相机、录音机、便携式摄像机等均可采用电化学电容器来取代电池作为电源,甚至手机、便携式电脑等的电池也可用电化学电容器来取代,市场前景十分广阔。

4.替换电源

电化学电容器具有使用寿命长、循环效率高、使用温度范围宽、自放电率低和免维护等优点,故很适合与太阳能电池、发光二极管结合,用于太阳能手表、太阳能灯、路标灯、公交站时刻表灯、交通警示灯等。 2100433B

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电化学电容器储能机理文献

铝材浸锌的电化学机理 铝材浸锌的电化学机理

铝材浸锌的电化学机理

格式:pdf

大小:282KB

页数: 4页

为了进一步完善铝材浸锌的电化学机理,采用扫描电子显微镜分别观察了纯铝材和铝合金浸锌后的表面形貌及退锌后的腐蚀形貌;比较了异种金属的存在对铝基体的腐蚀和浸锌过程的影响;采用电化学工作站测试了浸锌过程的电位-时间曲线及铝电极与铜,铁,镍等异种金属电极组成的原电池的短路电流、恒流放电测曲线等,比较了异种金属对锌电结晶的催化活性。试验表明:铝材浸锌的过程中铁,镍等异种金属作为微阴极在前处理中促进了铝基体的阳极腐蚀或溶解,并且对锌电结晶晶核的形成具有电催化作用。通过对浸锌反应电极过程的分析,提出了铝材浸锌的异种金属催化成核的观点。

电容器. 电容器.

电容器.

格式:pdf

大小:282KB

页数: 7页

电容器 班级 姓名 日期 一、电容器 1. 组成:由两个彼此 ________又相互 ________的导体组成. 2. 带电量:每个极板所带电荷量的 __________. 3. 电容器的充电和放电 充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的 ____________,电容器中储存 __________. 放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中 __________ 转化为其他形式的能. 二、电容 1. 定义:电容器所带的 ____________与电容器两极板间的电势差 U 的比值. 2. 定义式: ____________ 3. 物理意义:表示电容器 ____________本领大小的物理量. 三、平行板电容器 1. 影响因素:平行板电容器的电容与 ________成正比,与介质的 _______成正比,与 ________成反比. 2. 决定式: C=____

电化学电容器电极材料研究目录

前言

第1章 绪论

1.1 电化学电容器简介

1.1.1 电化学电容器的特点

1.1.2 电化学电容器的结构

1.1.3 电化学电容器的应用

1.1.4 电化学电容器的发展状况

1.1.5 电化学电容器的市场前景

1.2 双电层电容器电极材料研究进展

1.2.1 活性炭

1.2.2 碳纳米管

1.2.3 炭气凝胶

1.3 双电层电容器电解质研究进展

1.3.1 液体电解质研究进展

1.3.2 固体电解质研究进展

1.4 赝电容器研究进展

1.4.1 金属氧化物赝电容器

1.4.2 导电聚合物赝电容器

1.5 本书结构

第2章 实验原理和方法

2.1 引言

2.2 主要原材料及仪器设备

2.2.1 主要原材料

2.2.2 主要仪器设备

2.3 电化学电容器性能测试

2.3.1 循环伏安特性测试

2.3.2 恒流充放电测试

2.4 小结

第3章 电化学电容器的组装和性能研究

3.1 引言

3.2 双电层电容机理

3.3 活性炭电化学电容器的组装

3.3.1 材料的选择

3.3.2 活性炭电化学电容器的组装

3.4 活性炭电化学电容器的性能研究

3.4.1 循环伏安特性

3.4.2 容量特性研究

3.4.3 制备工艺对电容器性能的影响

3.4.4 自放电性能

3.5 小结

第4章 高比表面积中孔活性炭的研制

4.1 引言

4.2 活性炭的孔隙性表征

4.2.1 碘吸附测定方法

4.2.2 亚甲蓝吸附测定方法

4.2.3 比表面积和孔径分布测定方法

4.3 高比表面积中孔活性炭的制备

4.3.1 原料及其性质比较

4.3.2 制备方法的选择

4.3.3 石油焦粒度的优化

4.3.4 剂焦比的优化

4.3.5 活化温度的优化

4.3.6 活化时间的优化

4.4 活性炭的形貌结构和孔隙性表征

4.4.1 活性炭的SEM表征

4.4.2 活性炭的XRD表征

4.4.3 活性炭的孔隙性表征

4.5 活性炭的性能研究

4.6 小结

第5章 纳米Nio电化学电容器研究

5.1 引言

5.2 赝电容机理

5.2.1 吸附赝电容

5.2.2 氧化还原赝电容

5.3 纳米Ni()赝电容器研究

5.3.1 纳米NiO的制备和表征

5.3.2 纳米NiO赝电容特性研究

5.3.3 制备工艺对纳米NiO性能的影响

5.4 NiO-IAC混合电容器研究

5.4.1 NiO-AC混合电容器电极的循环伏安特性

5.4.2 NiO-AC混合电容器性能研究

5.5 小结

第6章 碳纳米管及其复合材料电化学电容器研究

6.1 引言

6.2 CNTs简介

6.2.1 CNTs的结构和特性

6.2.2 CNTs的制备方法

6.2.3 CNTs的应用

6.3 CNTs电化学电容器研究

6.3.1 CNTs的形貌结构和孔隙性表征

6.3.2 CNTs电极的循环伏安特性

6.3.3 CNTs电化学电容器的电容特性研究

6.4 活化CNTs电化学电容器研究

6.4.1 CNTs的活化及样品表征

6.4.2 活化处理对CNTs性能的影响

6.5 回流CNTs电化学电容器研究

6.5.1 CNTs的回流和样品表征

6.5.2 回流处理对CNTs性能的影响

6.6 CNTs-MnO2复合材料电化学电容器研究

6.6.1 CNTs-MnO2复合材料的制备和表征

6.6.2 CNTs-MnO2复合材料的性能研究

6.7 CNTs-PANI复合材料电化学电容器研究

6.7.1 PANl简介

6.7.2 CNTs-PANI复合材料的制备和表征

6.7.3 CNTs-PANI复合材料性能研究

6.8 小结

第7章 活性炭纤维布电化学电容器研究

7.1 引言

7.2 ACFC简介

7.2.1 ACFC的特点

7.2.2 ACFC的制备方法

7.3 ACFC电化学电容器研究

7.3.1 ACFC电化学电容器的制备

7.3.2 ACFC的孔隙性和形貌表征

7.3.3 ACFC电化学电容器性能研究

7.4 小结

第8章 总结与展望

8.1 总结

8.2 今后的研究工作及展望

参考文献

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电化学电容器电极材料研究前言

电化学电容器(Electrochemical Capacitor,EC),也叫超级电容器(Supercapacitor),是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,具有比传统电容器高得多的能量密度和比电池大得多的功率密度,充放电速度快,循环寿命长。1957年,关于电化学电容器第一篇专利的发表掀起了世界范围内电化学电容器的研究热潮。

本书第1章简要介绍了电化学电容器的特点、结构、应用、市场前景及国内外研究进展,重点分析了高比表面积碳材料、金属氧化物和导电聚合物三类电极材料的研究状况,在此基础上提出了本书的研究内容。第2章介绍了电化学电容器的主要性能参数及其测试方法,并介绍了本书所采用的仪器设备及实验材料,同时提出了本书的研究思路。第3章以活性炭为电极材料,研究了电化学电容器组装工艺,并以该实验结果作为后续研究中电容器组装的参考。第4章对电化学电容器用中孔活性炭的制备及性能进行了研究。第5章研究用沉淀转化法来制备NiO,同时将NiO和活性炭组装成混合电容器来解决电化学窗口窄的问题。第6章通过对CNTs进行活化、回流、表面包覆MnO2和表面包覆PANI的方法来提高CNTs的比容,并研究这些方法对CNTs性能的影响。第7章对ACFC卷绕式电化学电容器进行了研究。第8章对全书的研究内容进行了总结,并指出了有待深入研究的问题。

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电化学电容器电极材料研究内容简介

在介绍电化学电容器基本概念和电极材料研究进展的基础上,着重介绍了对活性炭、氧化镍、碳纳米管和活性炭纤维布电化学电容器的研究。全书编排逻辑性强,内容丰富,注重理论与技术的结合。

《电化学电容器电极材料研究》适合企业、科研院所从事化学电源研究的科研人员和技术人员阅读,也可供高校相关专业师生学习参考。

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