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2超级电容器的特性
超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种较佳的储能元件,其巨大的优越性表现为:①功率密度高。超级电容器的内阻很小,而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能实现电荷的快速储存和释放。②充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应,其循环寿命可达万次以上。③充电时间短。完全充电只需数分钟。④实现高比功率和高比能量输出。⑤储存寿命长。⑥可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件,维护工作极少。⑦环境温度对正常使用影响不大。超级电容器正常工作温度范围在-35~75℃。⑧可以任意并联使用,增加电容量;若采取均压后,还可串联使用,提高电压等级。
3超级电容器储能技术应用
超级电容器作为大功率物理二次电源,在国民经济各领域用途十分广泛。各发达国家都把超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目。1996年欧洲共同体制定了超级电容器的发展计划,日本“新阳光计划”中列出了超级电容器的研制,美国能源部及国防部也制定了发展超级电容器的研究计划。我国国家863计划制定了电动汽车重大专项(2001)超级电容器课题。以下介绍超级电容器储能技术的应用现状。
3.1电车电源
由于超级电容器具有非常高的功率密度,因此可以很好地满足电车在起动、加速、爬坡时对功率的需求,可以作为混合型电动车的加速或起动电源。美国通用汽车公司已将Maxwell Tech-nologies公司生产的Power Cache超级电容器组成并联混合电源系统和串联电源系统用在汽车上。文献[3]研究表明,利用超级电容器与蓄电池并联作电源可以减少蓄电池的尺寸、重量,并延长蓄电池的使用寿命。
2004年7月,我国首辆超级电容器公交车及其快速充电候车站系统投入试运行。该系统解决了无轨电车带来的视觉污染、机动性差和规划难等问题,以零排放、低噪声的性能,改善了公交汽车尾气排放给城区带来的空气污染,并避免了传统蓄电池的二次污染,延长了使用寿命。
3.2电子类电源
超级电容器不仅可以用作光电功能电子手表和计算机存储器等小型装置的电源,而且还可以用在卫星上。卫星上使用的电源多是由太阳能与电池组成的混合电源,一旦装上了超级电容器,卫星的脉冲通讯能力定会得到改善。由于超级电容器具有快速充电的特性,对于像电动工具和玩具这些需要快速充电的设备来说,超级电容器无疑是一个很理想的电源。文献[4]介绍了在移动通信电源领域,电化学双电层电容器由于具有高功率密度和低能量密度的特性,将主要用来与其他电源混合组成电源,同时还可以用于短时功率后备,用于保护存储器数据。文献[5]研究了利用双电层电容器作为可植入医疗器械的救急电源,由于双电层电容器不需要过渡充放电保护电路以及使用寿命长,将替代传统电池。
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