超级电容器

开发电动汽车的最大挑战是如何储存能源。虽然电池性能有了很大提高,但价格仍相对昂贵,充电速度较慢,使用寿命较短。
超级电容器可以是一种解决方案,虽然它们不包含与电池一样多的电力(至少对于当前的超级电容器技术而言),但它们没有电池那样的缺点。也就是说,超级电容器具有更长的寿命,没有由化学反应和电池记忆问题引起的污染,并且还具有更大的耐用性。
多年来,研究人员一直致力于使汽车超级电容器技术更加完美。目前,麻省理工学院正在研究基于纳米管的超级电容器,阿贡国家实验室正在研究使用电池 - 超级电容器混合电池的可行性。
相比之下,德克萨斯州的EEStor公司正朝这条路走得更快。该公司在4月宣布其钛酸钡设计已通过关键测试。
虽然EEStor宣布的新闻引起了质疑,但他们的合作伙伴ZENN Motors of Canada已经开始宣传,声称超级电容动力车将于2010年上市。在“充放电”过程中,超级电容器实现了电能 - 电场能量 - 电能的转换。
在整个过程中,没有化学反应,也没有对周围环境的污染。它是一种理想的储能设备。
超级电容器具有比任何现有电池更高的功率密度并且具有高能量密度。超级电容器可在很短的时间内实现快速充电和充电电容。
工作温度范围为-40°C~ + 50°C,循环寿命长,性能稳定,无噪音,结构简单,重量轻,体积小,免维护。超级电容器可以大电流放电,并且可以补充电动车辆启动时主电源(电池或燃料电池)所需的峰值电流,并减小主电源的负载。
上海“奥威”技术开发公司UCT-80000F超级电容器在不同放电电流下的放电曲线如图2所示。不同温度下的放电曲线如图3所示。
电动汽车用超级电容器需要单位容量为超过1500F,因此各个电容器串联组合。当多个单元电容器串联连接时,单元和单元之间的差异影响电容器部件的性能,因此需要电压平衡装置来确保各个单元电容器之间的电压均匀性。
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当施加电压施加到超级电容器的两个极板时,与传统电容器一样,极板的正极存储正电荷,负极板在由电容器产生的电场的作用下存储负电荷。
在超级电容器的两个极板上充电。在电解质和电极之间的界面处形成相反的电荷以平衡电解质的内部电场。
该正电荷和负电荷布置在两个不同相之间的接触表面上,正电荷和负电荷之间的间隙非常短。在相反的位置,该电荷分布层称为双电层,因此电容非常大。
当两个板之间的电位低于电解质的氧化还原电极电位时,电解质界面处的电荷不会离开电解质,并且超级电容器处于正常工作状态(通常低于3V),例如,电容器两端的电压超过电解质的氧化。当电极电位降低时,电解质将分解并变得异常。
当超级电容器放电时,正极板和负极板上的电荷通过外部电路放电,并且电解质界面处的电荷响应减小。可以看出,超级电容器的充电和放电过程始终是物理过程,并且没有化学反应。
因此,性能稳定并且不同于使用化学反应的电池。超级电容器(Ultracacitor),也称为电化学电容器,是电荷存储装置。
当电源的电压连接在电容器两端时,电源的电荷存储在电容器中。超级电容器具有比能量更高的能量,强大的电力释放能力,清洁和无污染,并且具有数百万次的寿命。
电容器可以存储大量的电荷,并且快速和大电流放电和放电的特性可以为启动电动车辆提供强大的电流,并且可以有效地存储电动车辆制动反馈的电能,从而弥补由于动力电池短缺和延长电池。生活。
超级电容器是电动汽车上重要的储能装置。