超级电容系列
超级电容的原理及分类
超级电容的原理及分类
超级电容是一种具有超级储电能力、可提供强大脉动功率的物理二次电源。
超级电容如果按储能机理主要分为三类[1]：①由碳电极和电解液界面上电荷分离产生的双电层电容；②采用金属氧化物作为电极，在电极表面和体相发生氧化还原反应而产生可逆化学吸附的法拉第电容；③由导电聚合物作为电极而发生氧化还原反应的电容。
双电层超级电容是靠极化电解液来储存电能的一种新型储能装置，结构如图1所示：
由于双电层电容的充放电纯属于物理过程，其循环次数高，充电过程快，因此比较适合在电动车中应用。
双电层超级电容是悬在电解质中的两个非活性多孔板，电压加载到两个板上。
加在正极板上的
电势吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。
一个超级电容单元的电容量高达几法至数万法[2]由于这种结构采用特殊的工艺，使其等效电阻很低，电容量很大、内阻较小，使得超级电容具有很高的尖峰电流，因此超级电容具有很高的比功率，它的功率密度是电池的50～100倍，可达到10×103W/kg左右，此特点让超级电容非常适合应用在短时大功率的场合。
立隆电子 SVLT系列超级电容器产品规格说明书
R & D May.06. 2019 Paul LinR & DMay.06. 2019Matt ChienR & DMay.06. 2019Vera Huang1. Part Number System 料号说明Product Code Guide –SVLT Series (-25～+85 ℃ 0.1F~1.50F) For example:① SCM means supercapacitor module ② Supercapacitor Type: D means EDLC type ③ Series : VLT means SVLT series -25～+85 ℃ ④ Rated Voltage : 5R5 means 5.5 V / 3R6 means 3.6V ⑤ Rated Capacitance:For example:⑥ Capacitance Tolerance:⑦ Lead Form & & ⑧ Dimension Code:⑨ ⑩ Special Notes: Defaulted without any note2. Product Dimensions: 产品尺寸SCM □□□ ① D □ ② VLT □□□ ③ 5R5 □□□ ④ 334 □□□ ⑤ Z □ ⑥ VH □□ ⑦ 115004□□□□□□ ⑧ E □ ⑨ XX □□ ⑩ HTYPE3.General Characteristics/一般特性4.Environmental Characteristics/环境特性5.Test Methods 测试方法5.1Capacitance 容量Charge capacitor with constant current to rated voltage, then charge it with constant voltage for 30 minutes, and then discharge it with constant current to 0.1V (safe voltage). 将电容器恒流充至额定电压，并恒压30min，然后恒流放至0.1V（安全电压）Recording time t1 and t2 corresponding to V2 and V1 during discharge（where V2=80%VR, V1=40%VR）。
超级电容单体和模组特点对比
超级电容单体和模组特点对比超级电容单体和模组是两种不同形式的超级电容器产品。
超级电容器又称为超级电容、超级电容电池、超级电容电容器、超级电容模组等，它是一种新型的能量存储电子元器件，是一种介于电解电容和电池之间的新型电量存储装置。
超级电容单体和模组在结构设计、工作原理、使用场景等方面存在一些不同之处，下面将详细介绍这两种产品的特点对比。
首先，超级电容单体是指单个超级电容器，它由两个电极和介质构成，通常采用多层锰酸盐、活性炭、碳纳米管等材料作为电极材料，电解质则是导电的溶液。
超级电容单体的容量一般较小，通常在几十到几百法拉之间，工作电压一般在2.5V、2.7V、2.85V等不同级别。
超级电容单体具有快速充放电、长寿命、高能量密度、低内阻等特点，可以应用于电子设备、储能系统等领域。
然而，超级电容单体的容量较小，单体的功率密度相对较低。
此外，由于电解质的特殊性质，超级电容单体在高温环境下的性能会有所下降。
因此，超级电容单体一般需要在温度较低的环境下使用，对于一些特殊场景的应用，单体的能量储存能力可能无法满足需求。
相比之下，超级电容模组是由多个超级电容单体组装而成的电容器组件。
超级电容模组可以根据不同需求进行灵活的组合与安装，以实现更大容量、更高电压和更大功率密度的要求。
超级电容模组的容量通常在几百到几千法拉之间，工作电压一般在2.7V、2.85V、5.5V、6.3V等不同级别。
超级电容模组具有更高的功率密度、更大的容量和更高的工作电压，可以满足大部分场景的能量存储需求。
除此之外，超级电容模组具有更高的可靠性和稳定性。
由于模组由多个单体组成，即便其中一个单体发生故障，仍然可以保持整个模组的正常工作。
此外，超级电容模组还具有更好的散热性能和更长的使用寿命。
它可以在较宽的温度范围内正常工作，适用于各种应用场景，如电动汽车、风力发电储能、电网调频等。
然而，超级电容模组相对于单体来说，更加复杂且体积较大，需要更多的空间来安装和布置，这在一些空间有限的应用场景下可能会受到限制。
超级电容器详细介绍(有机系超级电容器)
制造工艺
深圳好电科技有限公司
制造设备
深圳好电科技有限公司
二、市场主要应用
应用方式
瞬间大电流放电：如USB产品要用0.5A以上电流, 闪光灯, 电动工具. 快速充电：如警卫手电筒, 玩具,电动工具 大电流能量快速回收：如独力太阳能发电, 节能电梯, 环保汽车 使用频繁、充放次数多： 如应急灯 免维护、无需更换：如太阳能道钉灯、地埋灯. 智能水,电,气表 零下40度正常工作：如汽车/电动车泠起动 轻质移动电源：如遥控飞机 非常安全可靠、永远不会爆炸的储能产品
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法是内装锂电池。锂电池使用到一定时间后，不得不更换。需要上门为用户更换电池或水表，这对于水表生 产厂家和自来水公司来说都是一件繁琐的事。另外，电池电量不足的情况出现是随机的，如果不精确和及时 的监测电池电量，将无法可靠的关断水阀，造成无法计费、逃水现象等情况出现。这是内部安装了锂电池的 智能水表的致命缺点，直接影响到它的推广和使用。 用超级电容代替锂电池可以解决这个问题。超级电容 是一种无源器件，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放 电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应）释放电流，从而为设备提供电源。
深圳好电科技有限公司
•税控收款机都具有断电保护功能，即当出现突然断电时，仍能将数据存储，并能进行短时间IC读写卡的操作过 程，这时需要有后备电源作保护。 •后备电源有两种解决方案：超级电容器和电池。超级电容器与电池相比具有放电电流大，循环寿命长、绿色环 保等特点。 •使用超级电容器增强了税控收款机的可靠性，免除了电池需要每隔2-3年维护更换一次的工作。在断电时，由超 容为控制电路提供能量，CPU可在短时间执行数据存储过程，读写完成后，电容器再提供瞬间脉冲电流（几A）， 将IC卡弹出。
引线式超级电容和纽扣式超级电容
引线式超级电容和纽扣式超级电容在现代电子设备中扮演着重要的角色。
作为储能元件，它们能够为设备提供瞬时能量，同时又具备高循环寿命和快速充放电的特点。
本文将从深度和广度两个方面对这两种超级电容进行全面评估，以便读者能够更全面、深刻地理解它们的工作原理、应用场景及未来发展方向。
一、引线式超级电容引线式超级电容是一种使用聚合物电解质的超级电容。
它具有高能量密度、长循环寿命和快速充放电的特点，适用于需要高能量储存和快速释放的场景。
在工业自动化、新能源汽车和可穿戴设备等领域，引线式超级电容都有着广泛的应用。
相比于传统的电化学电池，它们在储能效率和安全性上都具备优势。
未来，随着新材料、新工艺的不断发展，引线式超级电容有望在储能领域发挥更大的作用。
1. 引线式超级电容的工作原理引线式超级电容的电极由活性炭材料构成，电解质采用的是聚合物电解质。
在充放电过程中，电极的表面积决定了能量密度的大小，而电解质的导电性影响着电容器的内阻。
通过调控电极材料和电解质的性能，可以实现引线式超级电容的高能量密度和低内阻。
引线式超级电容通常采用铝合金外壳进行封装，以确保其在恶劣环境下的稳定运行。
引线式超级电容在工业自动化领域中被广泛应用，用于储存和释放设备在启动、加速、制动等过程中的能量。
在新能源汽车中，引线式超级电容能够辅助电池提供瞬时高功率输出，提高车辆的加速性能和制动能量回收效率。
引线式超级电容还被应用于可穿戴设备和智能家居产品中，为设备提供持久稳定的能量支持。
3. 引线式超级电容的未来发展方向随着电动化、智能化的持续推进，引线式超级电容有望在未来发挥更加重要的作用。
在材料方面，新型的活性炭和聚合物电解质将会进一步提高引线式超级电容的能量密度和循环寿命。
在工艺方面，先进的封装技术和制造工艺将帮助引线式超级电容实现规模化生产和降低成本。
引线式超级电容将会成为未来能源储存领域的重要组成部分。
二、纽扣式超级电容纽扣式超级电容是一种微型超级电容，通常采用卷绕式结构，具有体积小、重量轻、快速充放电的特点。
国内主要生产超级电容器的厂家
第一节上海奥威科技开发有限公司一、企业概况上海奥威科技开发有限公司的主要产品是纽扣型和卷绕型超级电容器。
发展策略：1、扩大自动化生产量并新建一个新生产基地用于大型生产。
2、与高校合作开发原材料，发展优势产品性能稳定性好特别针对智能和多功能电能仪表。
其产品用于各种车辆、内燃机的启动，以及轻型车、电动公交车的牵引和其它领域，是国内公交车用超级电容器领域的佼佼者，所生产的超级电容器公交车已经用于世博会。
二、产品系列1．无机超级电容UCE系列：UCE15V50000 UCE15V80000A UCA系列：无机超级电容单体2．有机超级电容UCR系列：UCR27V320有机卷绕型UCR27V3500有机卷绕型第二节北京合众汇能科技一、企业概况北京合众汇能科技有限公司是一家从事先进能源技术和产品的研发、生产与销售的高科技企业，主要开发与生产HCC系列有机高电压型双电层超级电容器。
产品广泛应用于电动/混合动力汽车、大功率短时功能电源、太阳能储能、风力发电机变浆系统/ 储能缓冲系统、智能电表、电动自行车、电动玩具等领域。
二、产品系列HCAP-M 15R 117 HCAP-M 15R 607 HCAP-M 30R 307 HCAP-M 30R 257 HCAP-M 30R 226 HCAP-M 30R 106 HCAP-M 30R 206 HCAP-M 30R 266 HCAP-M 60R 126 HCAP-M 125R 805 HCAP-M 250R 405 HCAP-M 600R 146第三节北京集星联合电子科技一、企业概况北京集星联合电子科技有限公司的主要产品——集星系列超级电容器。
提供电压从2.7~400V，容量从20.1~10000F的各种类型超级电容器，还可根据用户需求定做其它各型超级电容器及其大功率系统。
发展策略是1、增加纽扣型产品，大型产品也是重点。
2、提供产品的耐压性。
发展优势：基板、电解液材料等主要原材料均自主研发和生产，成本低且可控。
超级电容的选用及其常见应用电路性能比较
超级电容的选用及其常见应用电路性能比较超级电容是一种介于电解电容和电池之间的能量存储设备，其存储的能量比普通电容器高1,000倍以上，具有高功率密度、长寿命、低内阻、高循环寿命、快速充放电和可靠性强等特点。
因此，在适当条件下，超级电容器可作为低功率能量的备用电源，提供短暂、高峰值电流需求，并且可以节约电池寿命。
超级电容器的选用具有许多不同的策略，包括电极材料、电极面积、电极间距、电解液、封装、电池极性等等。
1. 在医学设备和可穿戴设备中，可通过超级电容器来提供持续能量，并在供电中断时提供电力支持。
2. 作为可靠的功率管理解决方案，在计算机主板和电子设备中使用超级电容器以提供电力质量。
3. 汽车和公共交通工具的刹车和启动系统中使用超级电容器。
4. 电动工具行业和能量回收，这可以减少消费者的电费和成本，并有助于保护环境。
5. 通信网络中，可通过超级电容器消除电力波动并维持稳定电力状态，可提供更可靠的通信。
性能比较与电池和电解电容器相比，超级电容器具有以下优点:1. 具有更高的功率密度：超级电容器能够提供非常高的功率输出，适用于应用需要高电流瞬间输出的场合。
2. 具有较长的寿命和更快的充放电速度：超级电容器与电解电容器相比，具有更长的寿命和更快的充放电速度。
3. 具有更高的可靠性：超级电容器的结构使其具有更高的可靠性，能够达到恶劣环境下的长期使用。
总之，超级电容器是一种高性能、高可靠性和高效能源存储设备。
在越来越多的领域中，超级电容器正在被广泛采用，应用的范围会越来越广泛。
随着技术的进一步发展和创新，超级电容器将继续发挥更大的作用。
超级电容技术原理简介
超级电容技术原理简介超级电容器(Supercapacitor ultraca-pacitor) 又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor),它不但具有电容的特性,同时也具有电池特性,是一种介于电池和电容之间的新型特殊的储能元器件。
超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大电容量的。
众所周知,传统电容器的面积是导体的平板面积,为了获得较大的容量,导体材料卷制得很长,有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。
传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板,一般为塑料薄膜、纸等,这些材料通常要求尽可能的薄。
超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。
超级电容器的极板面积是基于多孔炭材料,该材料的多孔结构允许其面积达到2000m2/g,通过一些措施可实现更大的表面积。
超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。
该距离和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。
这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊入大的静电容量,故称其为“超级电容器”。
超级电容器拥有比传统电容器高出数千倍的电容值,目前常用的超级电容器的电容量是(0.1F～5000F),最高可达上万F(法拉)。
与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程,性能十分稳定。
它具有功率密度大、重量轻、体积小、充电时间短、安全系数高、使用寿命长、低温特性卓越、免维护、节约能源和绿色环保等诸多特点。
因而其用途极其广泛,发展前景非常看好,世界各国在此方面的重视程度和研发投入正在快速提高。
超级电容器的出现,填补了传统电容器和各类电池间的空白。
它最初在电力系统得到广泛的应用,此外用作起重装置的电力平衡电源,可提供超大电流的电力;用作车辆启动电源,启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高,可以全部或部分替代传统的蓄电池;用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车;用在军事上可保证坦克、装甲车等战车的顺利启动(尤其是在寒冷的冬季)、又可作为激光武器的脉冲能源等。
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超级电容系列矿用电机车
超级电容重型牵引车
超级电容重型牵引车被国家科技部授予“2010年度国家重点新产品计划”项
超级电容电动城市客车
表1：超级电容器组件技术指标
●再生制动能量回收明显。
位于上海张江高科技园区的世界上第一座超级电容电车景观候车站
位于上海新国际博览中心的超级电容公交车快速智能充电站系统
位于上海磁浮列车龙阳路站的超级电容公交车快速智能充电站系统
混合动力车
用于公交车和卡车的混合电力、氢气和基于燃料电池的动力系统，提高了燃油效率，降低了有害排放。
该类型混合架构对于
执行大量“停走”驱动的大型车辆特别有吸引力，如市内运输公交车和货运卡车。
传统的公交车和卡车的效率很低，产生高度有害的排放，因为它们硕大的引擎（通常是柴油机）持续不断地给车辆加速和减速-—这是一种效率最低的产生动力的方式。
在串联混合系统中，较小的引擎与发电机紧密配合，在恒定、有效的速度和功率输出级上工作。
当车辆动力暂时需要增加的时候，如加速期间或爬山时，要从车上由电池和超级电容组成的能量储存系统吸取电力。
车辆的动力需求较低时，该能量储存系统被充电，能量效率增加了。
而且能够通过再生制动(regenerativebraking)—在它减速时重新回收(加速时付出)能量。
电动汽车
采用基于超级电容的方案开发了单轴并联式混合动力轿车，实现了发动机管理系统、全浮式ISG电机、电控双离合器、电控双驱动空调等多项核心技术的创新。
研究了混合动力轿车系统的控制策略，优化匹配了发动机和电机的扭矩分配，实现了混合动力的节能和降低排放的优点。
系统首先对纯发动机电控系统的标定匹配试验工作，排放达到了欧三标准。
然后进行了混合动力系统的起动和怠速优化试验，实现了混合动力的起动控制参数的优化匹配，降低了起动污染物的排放，提高了燃油的经济性。
采用性价比优良的超级电容储能装置，开发低成本、高可靠性的电力系统。
经过大量的方案选型和设计，采用并联单轴混合动力方案，集成发动机、ISG电机、超级电容和双离合器等部件。
它是将盘式一体化起动机/发电机直接安装在内燃机曲轴输出端,电机转子和发动机曲轴直接连接，定子固定在发动机机体上。
电机取代了飞轮以及原有的起动机和发电机。
车辆低温起动
超级电容器与蓄电池并联应用可以提高机车的启动性能。
将16.2V-250F超级电容与12V45A的蓄电池并联启动1.9L柴油机的汽车，在-10℃时平稳起动，尽管在这种情况中，当不连接超级电容器，蓄电池也可以启动，但采用超级电容器与蓄电池并联时启动电动机的速度和性能都非常好。
由于电源的输出功率的提高，仅用蓄电池时启动速度300/min，用超级电容器与蓄电池并联使用增加到450/min。
而提高汽车在冷天的起动性能，超级电容器是非常有意义的。
在-20℃时，由于蓄电池的性能大大下降，很可能不能正常启动或需多次启动才能成功，超级电容器与蓄电池并联时则仅需一次点火，其优点非常明显。
轨道交通
超级电容器应用在轨道车辆制动的时候，回收制动能量，存储于超级电容器中，当车辆再加速时，超级电容器将这些能量释放出来，节省了30％的能量。
同时，每辆车用2个系统，单个系统功率提升至300kw。
这样可以使网络上运行更多更快的车辆。
港口牵引车
一种利用超级电容的港口集装箱牵引车，它的主要工作机构有起升机构、小车机构和大车机构。
起升机构在起升时耗电，由柴油发电机组供给，下降时其势能转换成电能反馈给轮胎式龙门集装箱起重机，小车机构和大车机构在驱动和运行时耗电，在制动时反馈电能给轮胎式龙门集装箱起重机。
其特征在于，由柴油发电机组发出的三相交流电源经过交流变频器的整流装置，转换成直流电源DC，DC电源通过交流变频器中的变频装置，将DC电源转换成频率和电压可控的交流电源AC，用于驱动起升、大车或者小车机构；将超级电容并联在DC电源总线上，利用DC总线监测电压变化范围，在电压上升时充电，在电压下降时放电，随着超级电容不断放电，其端电压下降，DC总线电压跟着下降，当检测到此电压低于柴油发电机组的电源整流电压时，柴油发电机组开始参与供电，在制动时反馈电能给超级电容，超级电容不断得到反馈的能量充电，又不断地释放电能；当轮胎式龙门集装箱起重机的工作机构处于再生反馈
状态时，机构将能量反馈到DC总线上，DC总线电压在电压变化范围内逐步上升，使超级电容不断吸收电能；当DC电压由工作机构电机再生反馈电能引起上升时，超级电容进入充电状态，随着超级电容不断充电，其端电压上升，DC总线电压跟着上升，所有机构的反馈能量都被超级电容吸收。
利用大容量超级电容器，可以短周期大电流充电和放电，在起动时能迅速大电流放电，下降时能迅速大电流充电，将能量吸收，起到节能环保的作用。