法拉電容也是超級(jí)電容�超級(jí)電容�是介于傳�(tǒng)電容�和充�電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝�,其容量可�(dá)幾百至上千法�,與傳統(tǒng)電容器相比:它具有較大的容量、較高的能量、較寬的工作溫度范圍和極�(zhǎng)的使用壽�;而與蓄電池相比:它又具有較高的比功率,且�(duì)�(huán)境無(wú)污染,因此可以說,超�(jí)電容器是一種高�、實(shí)�、環(huán)保的能量存儲(chǔ)裝置�
法拉電容器的容量比通常的電容器大得�。由于其容量很大,對(duì)外表�(xiàn)和電池相同,因此也有稱作“電容電池��
法拉電容器屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量的一�,其基本原理和其它種類的雙電層電容器一�,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層�(jié)�(gòu)獲得超大的容��
法拉電容是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到法拉電容的兩�(gè)極板上時(shí),與普通電容器一�,極板的正電極存�(chǔ)正電荷,�(fù)極板存儲(chǔ)�(fù)電荷,在法拉電容的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用�,在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷,以平衡電解液的�(nèi)電場(chǎng),這種正電荷與�(fù)電荷在兩�(gè)不同相之間的接觸面上,以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置�,這�(gè)電荷分布層叫做雙電層,因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位�(shí),電解液界面上電荷不�(huì)脫離電解�,法拉電容為正常工作狀�(tài)(通常�3V以下�,如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí),電解液將分�,為非正常狀�(tài)。由于隨著法拉電容放� ,正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放,電解液的界面上的電荷響�(yīng)減少。由此可以看出法拉電容的充放電過程始終是物理過程,沒有化�(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的,與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的�
法拉電容的類型比較多,按不同方式可以分為多種�(chǎn)��
一、按原理分為雙電層型法拉電容和贗電容型法拉電容:
?�?)雙電層型法拉電�,包�
1.活性碳電極材料,采用了高比表面積的活性炭材料�(jīng)過成型制備電��
2.碳纖維電極材�,采用活性炭纖維成形材料,如�、氈等經(jīng)過增�(qiáng),噴涂或熔融金屬增強(qiáng)其導(dǎo)電性制備電��
3.�?xì)饽z電極材料,采用前�(qū)材料制備凝膠,經(jīng)過炭化活化得到電極材�
4.碳納米管電極材料,碳納米管具有極好的中孔性能和導(dǎo)電�,采用高比表面積的碳納米管材�,可以制得非常優(yōu)良的法拉電容電極�
以上電極材料可以制成�
1.平板型法拉電�,在扣式體系中多采用平板狀和圓片狀的電�,另外也有Econd 公司�(chǎn)品為典型代表的多層疊片串�(lián)組合而成的高壓法拉電�,可以達(dá)�300V 以上的工作電��
2.繞卷型溶劑電容器,采用電極材料涂覆在集流體上,經(jīng)過繞制得�,這類電容器通常具有更大的電容量和更高的功率密度�
?�?)贗電容型法拉電容:
包括金屬氧化物電極材料與聚合物電極材�,金屬氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5 等作為正極材�,活性炭作為�(fù)極材料制備的法拉電容,導(dǎo)電聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT 等經(jīng)P 型或N 型或P/N 型摻雜制取電極,以此制備法拉電容。這一類型法拉電容具有非常高的能量密度,目前除NiOx 型外,其它類型多處于研究階段,還沒有�(shí)�(xiàn)�(chǎn)�(yè)化生�(chǎn)�
二、按電解�(zhì)類型可以分為水性電解質(zhì)和有�(jī)電解�(zhì)類型�
?�?)水性電解質(zhì),包括以下幾�
1.酸性電解質(zhì),多采用36%的H2SO4 水溶液作為電解質(zhì)�
2.堿性電解質(zhì),通常采用KOH、NaOH 等強(qiáng)堿作為電解質(zhì),水作為溶劑�
3.中性電解質(zhì),通常采用KCl、NaCl 等鹽作為電解�(zhì),水作為溶劑,多用于氧化錳電極材料的電解��
�2)有�(jī)電解�(zhì)
通常采用LiClO4 為典型代表的鋰鹽、TEABF4 作為典型代表的季胺鹽等作為電解質(zhì),有�(jī)溶劑如PC、ACN、GBL、THL 等有�(jī)溶劑作為溶劑,電解質(zhì)在溶劑中接近飽和溶解��
三、另外還可以分為�
1.液體電解�(zhì)法拉電容,多�(shù)法拉電容電解�(zhì)均為液態(tài)�
2.固體電解�(zhì)法拉電容,隨著鋰離子電池固態(tài)電解液的�(fā)�,應(yīng)用于法拉電容的電解質(zhì)也對(duì)凝膠電解�(zhì)和PEO 等固體電解質(zhì)�(jìn)行研�。到幾百�(gè)串并�(lián)使用,組件電壓從 12VDC 直到 800VDC �
法拉電容最早出�(xiàn),是在二十世紀(jì)六十年代后期,從單一的功能,�(fā)展到今天的多功能,將來就是法拉電容的天��
法拉電容這一�(gè)新興行業(yè),發(fā)�(dá)�(guó)家已有四十年的歷�,在中國(guó)盡管起步較遲,也有二十年�。法拉電容制造行�(yè),衍生了法拉電容后市�(chǎng)的改裝行�(yè),前者的興盛,帶來了后者的興旺,相得益�。二十年不平凡的�(fā)展歷�,最�,從依賴�(jìn)口商品開始做�,通過掌握技�(shù),培�(yǎng)人才,資金積累的過程�,于�(jié)�、運(yùn)�、創(chuàng)新中,走向了繁榮�
二十世紀(jì)八十年中后期,改革開放�(jìn)行得如火如荼,經(jīng)�(jì)得到了發(fā)�,對(duì)新能源的需求在逐步的增�。最早的法拉電容銷售,集中在為數(shù)不多的法拉電容配件店�。預(yù)�(cè)到法拉電容廣闊的�(fā)展前景,很多法拉電容行業(yè)中人紛紛兼營(yíng)或改行經(jīng)�(yíng)法拉電容,法拉電容店的概�,開始有了模糊的雛形。那�(shí),很多行�(yè)處于方興未艾的起步階段,法拉電容�(chǎn)品在牌子,型�(hào)的選擇上是非常有限的,主要的�(chǎn)品是較為低端�?,F(xiàn)�,當(dāng)�(shí)流行的幾�(gè)品牌,在大浪淘沙�,只能留在回憶中了�
中國(guó)�(jīng)�(jì)持續(xù)高速發(fā)展,法拉電容的需求量迅速增�(zhǎng),法拉電容的�(fā)展也迎來了新的機(jī)��1992 �,通過各種途徑,國(guó)外品牌率先�(jìn)入國(guó)�(nèi)市場(chǎng);在以質(zhì)量、技�(shù)、功能、等賣點(diǎn)的支持下,隨著法拉電容擁有量快速增�(zhǎng),帶來了興旺的銷售與安裝�
2005 年經(jīng)�(yíng)中與外界的交流,法拉電容行業(yè)在整體上得到了提�,法拉電容的�(jīng)�(yíng)模式廣受推崇,店紛紛�(shè)��2007 �,各類法拉電容比賽如雨后春筍般涌�(xiàn)�
�(guó)�(nèi)需求的持續(xù)升溫,為�(guó)外品牌帶來了豐厚的利�(rùn),除了把�(chǎn)品擴(kuò)張外,許多國(guó)外企�(yè)更把工廠�(shè)到了�(guó)�(nèi)。經(jīng)過多年的�(fā)�,以法拉電容相關(guān)�(chǎn)�,在技�(shù)、工藝、質(zhì)�、功能等都有了較大的提高,開始向市場(chǎng)�(fā)起新一輪的沖擊,銷售于式微中漸有起色�
法拉電容主要由極化電�、集電極、電解液、隔�、引線和封裝材料幾部分組�。電極材�、電解質(zhì)的組�、隔膜質(zhì)量以及電極制造技�(shù)�(duì)法拉電容的性能有決定性的影響。電極材料的性能決定其電容量的大?。浑娊赓|(zhì)的分解電壓決定法拉電容的工作電壓,以水溶液為電解液的電容器工作電壓只有l(wèi)V 左右,而有�(jī)電解液的可達(dá)3V 左右。法拉電容的�(guān)鍵技�(shù)包括�
�1)高比容量電極材料的制備技�(shù)�
?�?)高性能電解液的合成技�(shù)�
?�?)電容器的組裝和封裝技�(shù)�
1、標(biāo)稱電容量(CR):電容器�(chǎn)品標(biāo)出的電容量��
云母和陶瓷介�(zhì)電容器的電容量較�(大約�5000pF以下);紙、塑料和一些陶瓷介�(zhì)形式的電容量居中(大約�0005μF10μF);通常電解電容器的容量較大。這是一�(gè)粗略的分類法�
2、類別溫度范圍:電容器設(shè)�(jì)所確定的能連續(xù)工作的環(huán)境溫度范�,該范圍取決于它相應(yīng)類別的溫度極限�,如上限類別溫度、下限類別溫度、額定溫�(可以連續(xù)施加額定電壓的環(huán)境溫�)��
3、額定電�(UR):在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度�,可以連續(xù)施加在電容器上的直流電壓或交流電壓的有效值或脈沖電壓的峰��
電容器應(yīng)用在高壓�(chǎng)合時(shí),必須注意電暈的影響。電暈是由于在介�(zhì)/電極層之間存在空隙而產(chǎn)生的,它除了可以�(chǎn)生損壞設(shè)備的寄生信號(hào)外,還會(huì)�(dǎo)致電容器介質(zhì)擊穿。在交流或脈�(dòng)條件下,電暈特別容易�(fā)�。對(duì)于所有的電容�,在使用中應(yīng)保證直流電壓與交流峰值電壓之和不的超過直流電壓額定��
4、損耗角正切(tanδ):在�(guī)定頻率的正弦電壓�,電容器的損耗功率除以電容器的無(wú)功功率�
在實(shí)際應(yīng)用中,電容器并不是一�(gè)純電�,其�(nèi)部還有等效電阻�
這�(gè)�(guān)系用下式來表�(dá)� tanδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此,在�(yīng)用當(dāng)中應(yīng)注意選擇這�(gè)參數(shù),避免自身發(fā)熱過�,以減少�(shè)備的失效性�
5、電容器的溫度特性:通常是以20℃基�(zhǔn)溫度的電容量與有�(guān)溫度的電容量的百分比表示�
�1)充電速度�,充�10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量�95%以��
?�?)循�(huán)使用壽命�(zhǎng),深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50�(wàn)�,沒有“記憶效�(yīng)��
?�?)大電流放電能力超強(qiáng),能量轉(zhuǎn)換效率高,過程損失小,大電流能量循環(huán)效率�90[%]�
�4)功率密度高,可�(dá)300W/KG~5000W/KG,相�(dāng)于電池的5~10��
?�?)產(chǎn)品原材料�(gòu)�、生�(chǎn)、使�、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環(huán)保電��
?�?)充放電線路�(jiǎn)單,�(wú)需充電電池那樣的充電電�,安全系�(shù)�,長(zhǎng)期使用免維護(hù)�
?�?)超低溫特性好,溫度范圍寬-40℃~+70℃;
?�?)檢�(cè)方便,剩余電量可直接讀��
?�?)容量范圍通常0.1F--1000F�
根據(jù)放電�、放電時(shí)�、工作電壓以及電容量大小,法拉電容可用作后備、替換和主電源三�,主要應(yīng)用領(lǐng)域如下:
�1)軍事領(lǐng)� 用于新一代激光武�、粒子束武器、微波武�、潛�、導(dǎo)彈等大功率脈沖電源;航天飛行�、軍用坦克和卡車等軍事裝備的啟動(dòng)電源��
?�?)無(wú)線通訊�(lǐng)� GSM手機(jī)通訊脈沖電源,移�(dòng)電腦、PDA、其它使用微處理器的便攜式設(shè)備以及其它數(shù)�(jù)通訊�(shè)備的備用電源�
?�?)消�(fèi)電子�(lǐng)� 音響、視頻和其它電子�(chǎn)品斷電時(shí)須用記憶保持電路的產(chǎn)�;電子玩具;�(wú)線電�;電熱水瓶;照相�(jī)閃光燈系�(tǒng);助聽器��
?�?)工�(yè)�(lǐng)� 智能水表、電表與氣表,充磁機(jī),電�(dòng)工具,稅控機(jī)�
?�?)交通運(yùn)輸領(lǐng)� 主要�(yīng)用于汽車、火�、船舶和碼頭等領(lǐng)�。如交通工具的啟動(dòng)�(shè)�,瞬間提供大電流,以及與電池配合使用組成混合�(dòng)力車和開�(fā)純電容交通車,提供動(dòng)力驅(qū)�(dòng)電源。應(yīng)用于汽車零部件領(lǐng)�,如音響、電�(dòng)座椅、空�(diào)、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)等。應(yīng)用于碼頭的集裝箱起重�(jī)等領(lǐng)��
�6)特殊要求的智能�(shè)備或電路�(shè)�(jì)�(lǐng)��
?�?)其它應(yīng)用領(lǐng)�,如太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品儲(chǔ)能器件等�
法拉電容�(chǎn)品獲得投資關(guān)注雖然不�,但由于它具有特殊的�(yōu)�(diǎn),已在許多領(lǐng)域中獲得了應(yīng)�,其前景可以�(rèn)為是非常廣闊�2010年上海世博會(huì)中穩(wěn)定運(yùn)�(yíng)�36輛超�(jí)電容客車更是吸引了眾多觀光者的眼球。超�(jí)電容車一旦展開普及,市場(chǎng)�(huì)大的超出想象�
基于中國(guó)消費(fèi)電子近年來的驚人增長(zhǎng)表現(xiàn),預(yù)�(jì)今后幾年�(nèi),我�(guó)紐扣型法拉電容有望保�30[%]以上的平均增�(zhǎng)率,卷繞型和大型法拉電容則有可能保持50[%]以上的平均增�(zhǎng)�。到2013�,我�(guó)法拉電容的整體產(chǎn)�(yè)�(guī)模有望達(dá)�79億元�
依照美國(guó)�(guó)家能源局的數(shù)�(jù)�(yù)�(cè),法拉電容在全球市場(chǎng)的容量預(yù)�(jì)將從2007年的4億美元發(fā)展到2013年的120億美� 。其�,在電動(dòng)汽車/新能源汽車領(lǐng)域的市場(chǎng)�(guī)模有望在2013年達(dá)�40億美元;在消�(fèi)電子�(lǐng)域的市場(chǎng)�(guī)模有望在2013年達(dá)�30億美�;在工業(yè)(�(fēng)力發(fā)�, 軌道交�,重型�(jī)械等)�(lǐng)域的市場(chǎng)�(guī)模有望咋2013年達(dá)�40億美元�
?。ㄒ唬┤虺�?jí)電容器市�(chǎng)類型的多樣化
在世界市�(chǎng)上,出現(xiàn)了三種類型的�(guó)家,即發(fā)�(dá)市場(chǎng)�(jīng)�(jì)�(guó)�、發(fā)展中�(guó)家或地區(qū)和社�(huì)主義�(guó)�。在超級(jí)電容器國(guó)際貿(mào)易中,發(fā)�(dá)市場(chǎng)�(jīng)�(jì)�(guó)家約�(diǎn)70[%]左右,發(fā)展中�(guó)家或地區(qū)約占20[%],而社�(huì)主義�(guó)家和原蘇�(lián)、東歐國(guó)家約�10[%]左右�
?。ǘ┏?jí)電容器國(guó)際貿(mào)易方式多樣化
出現(xiàn)了一些新�(mào)易形�,主要有:補(bǔ)償貿(mào)�、對(duì)外加工裝配貿(mào)易、租賃貿(mào)易等�
?。ㄈ┏�?jí)電容器商品結(jié)�(gòu)�(fā)生了重大變化
?。ㄋ模┏�?jí)電容器市�(chǎng)上的壟斷與競(jìng)�(zhēng)更為劇烈超級(jí)電容器市�(chǎng)由賣方轉(zhuǎn)向買方市�(chǎng),壟斷�(jìn)一步加�(qiáng),使得市�(chǎng)上的�(jìng)�(zhēng)更為激烈。為了爭(zhēng)奪市�(chǎng),采取了各種各樣的方式:
1、組織經(jīng)�(jì)�(mào)易集�(tuán)控制市場(chǎng)�
2、通過跨國(guó)公司打�(jìn)他國(guó)市場(chǎng)�
3、國(guó)家積極參與世界市�(chǎng)的爭(zhēng)��
4、從�(jià)格競(jìng)�(zhēng)�(zhuǎn)向非�(jià)格競(jìng)�(zhēng)。非�(jià)格競(jìng)�(zhēng)的手段和方法主要包括提高�(chǎn)品質(zhì)�、性能、改�(jìn)�(chǎn)品設(shè)�(jì)、做好售前售后服�(wù)��
5、開拓新市場(chǎng),使市場(chǎng)多元��
由于目前的法拉電容自放電率都很高,這無(wú)疑限制了法拉電容像傳�(tǒng)電池一樣長(zhǎng)�(shí)間穩(wěn)定儲(chǔ)�。而真正用于穩(wěn)定儲(chǔ)能的超級(jí)電容電池正處于技�(shù)即將突破的階�,�(yù)�(jì)在未�5�10年將�(jìn)入爆�(fā)式增�(zhǎng)�,�、日、韓、中等鋰離子電池與法拉電容產(chǎn)�(yè)�(fā)�(dá)�(guó)家必將展開激烈的技�(shù)與市�(chǎng)�(jìng)�(zhēng)。在我國(guó)還處于概念階�,沒有技�(shù)上的突破,更沒有形成產(chǎn)�(yè)�,�(xiàn)在啟�(dòng)法拉電容電池的研�(fā)正逢其�(shí)�
麻省理工�(xué)院的�(jì)算機(jī)電子工程師JoelSchindall表示,在未來幾年�(nèi),超�(jí)電容的能�?jī)?chǔ)存能力將出現(xiàn)�(zhì)的飛�。目前的超級(jí)電容�(chǎn)品放電速度是傳�(tǒng)電池�10倍,而能�?jī)?chǔ)存能力在體積相同的條件下則只有后者的5[%]� 他表示:”超�(jí)電容在某些經(jīng)常�(jìn)行充放電操作的場(chǎng)合用途甚大,比如在制�(dòng)能回收式剎車系統(tǒng)�(就是CCAV五套F1節(jié)目里主持人整天嘮叨的什么科爾斯系統(tǒng)),這種電容就很好用。當(dāng)然目前這種�(chǎn)品還�(wú)法大�(guī)模取代電�� 過去五年�(nèi),Schindall帶領(lǐng)的研究小組一直在研究將超�(jí)電容中的�(chǔ)能元�--多孔活性炭材料,替換為另一種碳納米管材�+�(dǎo)電基體的�(chǔ)能元�。今年初他們還為此成立了FastCap公司,以便把有關(guān)的研究結(jié)果商�(yè)�。Schindall表示超級(jí)電容�(chǎn)品的�(chǔ)能能力最終將�(dá)到電池的25[%]左右。而目前麻省理工學(xué)院研制出來的納米材料,儲(chǔ)能能力已�(jīng)�(dá)到活性炭材料兩倍的水平。而未來幾�(gè)月內(nèi),他所�(lǐng)�(dǎo)的研究團(tuán)�(duì)還將展示一種儲(chǔ)能能力為活性炭5倍的�(chǎn)��
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
已收錄詞�168694�(gè)