Maxwell超级电容
(完整版)Maxwell超级电容器的发展
3 Getting Ready to Change
3
Change and Value
Wind Pitch Control Value
4
The Ultracapacitor Market
Source: Avicenne Energy Analysis, 2013 5
Ultracapacitors in Buses
• Power stabilization • Frequency
regulation (FR)
8
RENEWABLES
• Solar and Wind Firming
• Ramp rate control
• Frequency regulation (FR)
• Voltage stability
• Peak shaving/load shifting
Load sharing is largely a function of relative resistance of the devices
In-rush (peak) currents
– UC//BAT total: 907A
– UC (2.5mΩ): 716A
– Battery (*10mΩ): 204A
9
Continental AG VSS – UCAP Based Stop-Start
CONTINENTAL POWER ELECTRONICS UNIT
PEUGEOT
1144VV PPoowweerrnneett
ssttaabbiilliizzeedd SSuubbnneett
Kl.50
+-
12V
2014 Ultracapacitor Anniversary Summit Keynote Speech
【单元练】人教版高中物理必修3第十一章【电路及应用】知识点(含答案解析)
一、选择题1．如图为Maxwell 超级电容器，其标有“3V ，3000F”。
它是一种新型储能装置，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、抗振动和抗冲击性能强的特点。
关于此电容器下列说法正确的是（ ）A ．在3V 电压下才能正常工作B ．充电时把电能转化为化学能和内能C ．工作电压是3V 时，电容才是3000FD ．加额定电压时所储存的电荷量是手机锂电池“4.2V ，4000mAh”带电量的58倍D 解析：DA ．电容器的额定电压为3V ，说明工作电压要不超过3V ，可以小于3V ，A 错误B ．由于是电容器，故该超级电容充电时把电能存储在电容器中，没有转化为化学能，B 错误；C ．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电量无关，故电容始终为3000F ，C 错误；D ．该电容器最大容纳电荷量Q = CU = 3000F × 3V = 9000C手机锂电池“4.2V ，4000mA•h”的电荷量q = 4000mA•h = 4A × 3600s = 14400C则58Q q D 正确。
故选D 。
2．3个完全相同的电压表如图所示，接入电路中，已知V 1表读数为9V ，V 3表读数为5V ，那么V 2表读数为（ ）A ．5VB ．4VC ．9VD ．大于4V ，小于5V B解析：B三个相同的电压表接入电路中，则三个电压表的内阻相等，设为R ，通过电压表V 2的电流为3131213954U U U U I I I R R R R R--=-=-=== 则电压表V 2的示数为224V U I R ==故选B 。
3．铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子定向移动的平均速率为（ ） A ．IneS MρB ．IneSMC ．IneSMρD ．MIneS ρD 解析：D设铜导线中自由电子定向移动的速率为v ，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t 。
超级电容生产厂家名单
超级电容生产厂家名单（最新版）目录1.超级电容的概念和特点2.超级电容的生产厂家名单3.超级电容的应用领域4.超级电容的发展前景正文一、超级电容的概念和特点超级电容，又称为超级电容器，是一种新型的储能装置，具有高能量密度、高功率密度、长寿命、环境友好等特点。
与传统的电池相比，超级电容在充放电过程中具有更快的响应速度，可以实现大电流充放电，同时具有更高的循环寿命和更低的自放电率。
二、超级电容的生产厂家名单目前，全球范围内有许多企业涉足超级电容生产领域，以下是其中一些知名厂家：1.Maxwell Technologies：美国公司，成立于 1965 年，是全球超级电容器领域的领先者之一。
2.Niobium：加拿大公司，成立于 2001 年，专注于生产高性能超级电容器。
3.Axion Energy：美国公司，成立于 2006 年，是一家致力于超级电容器研究和生产的企业。
4.比亚迪：中国公司，成立于 1995 年，在超级电容领域有一定的研发实力。
5.辽宁中科：中国公司，成立于 2004 年，主要从事超级电容器及其材料的研发和生产。
三、超级电容的应用领域超级电容广泛应用于各种领域，如交通运输、能源存储、工业自动化等，以下是一些典型的应用场景：1.电动汽车：超级电容可以用作电动汽车的辅助电源，提供瞬间高功率输出，提升车辆的加速性能。
2.公交电车：超级电容可以用于存储电能，为电动公交电车提供动力。
3.风力发电：超级电容可以用于平滑风力发电过程中的电压波动，提高发电效率。
4.工业自动化：超级电容可以为工业设备提供稳定的电源，保证设备的正常运行。
四、超级电容的发展前景随着全球能源危机和环境问题日益严重，人们对可持续能源的关注度不断提高。
超级电容作为一种绿色、高效的储能装置，在未来有着广阔的发展前景。
Maxwell超级电容-PPT精品文档67页
SITRAS® SES - 解决方案
储能系统: 基站或在车上
时间 t1 1号车刹车
储能系统储存刹车能量
时间 t2 2号车加速
储能系统放出能量
应用: 交替送出储存的刹车能量，用于车辆再加速
10.08.01
Saved energy
Reduction of the power need by 50 kW
Energy saving of 340.000 kWh per year and per installation
thermal limit 68 kWh/h
13.08.01
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
庞巴迪运输系统的MITRAC
MITRAC energy saver
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
风力发电机变桨系统
变桨系统储能装置
每个变桨系统配有一个 超级电容紧急供电装置
开关盒 包含2600F的
超级电容
超级电容因如下原因代 表着一个理想的应急供 能系统： • 提高了安全水平 • 高可靠性 • 效率 • 可扩展性
75 V, 81 F 超级电容模块
4 模块串联驱动 300 V 3-5 MW风电场的
• BOOSTCAP module: 48 BCAP0010 112 V, 55 F 40 kW 尖峰电力
Sizing Your System
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容器基础知识详解
超级电容器是20世纪60年代发展起来的一种新型储能器件，并于80年代逐渐走向市场。
自从1957 年美国人Becker申报的第一项超级电容器专利以来，超级电容器的发展就不断推陈出新，直到1983 年，日本NEC公司率先将超级电容器推向商业化市场，使得超级电容器引起人们的广泛兴趣，研究开发热潮席卷全球，不但技术水平日新月异，而且应用范围也不断扩大。
一、超级电容器的原理超级电容也称电化学电容，与传统静电电容器不同，主要表现在储存能量的多少上。
作为能量的储存或输出装置，其储能的多少表现为电容量的大小。
根据超级电容器储能的机理，其原理可分为：1.在电极P 溶液界面通过电子和离子或偶极子的定向排列所产生的双电层电容器。
双电层理论由19 世纪末H elm h otz 等提出。
关于双电层的代表理论和模型有好几种，其中以H elm h otz 模型最为简单且能够充分说明双电层电容器的工作原理。
该模型认为金属表面上的静电荷将从溶液中吸收部分不规则的分配离子，使它们在电极P 溶液界面的溶液一侧，离电极一定距离排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。
于是，在电极上和溶液中就形成了两个电荷层，这就是我们通常所讲的双电层。
双电层有储存电能量的作用，电容器的容量可以利用以下公式来计算：式中，E为电容器的储能大小；C为电容器的电容量；V 为电容器的工作电压。
由此可见，双电层电容器的容量与电极电势和材料本身的属性有关。
通常为了形成稳定的双电层，一般采用导电性能良好的极化电极。
2.在电极表面或体相中的二维与准二维空间，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附、脱附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的法拉第准电容器。
在电活性物质中，随着存在于法拉第电荷传递化学变化的电化学过程的进行，极化电极上发生欠电位沉积或发生氧化还原反应，充放电行为类似于电容器，而不同于二次电池，不同之处为：（1）极化电极上的电压与电量几乎呈线性关系；（2）当电压与时间成线性关系d V/d t=K时，电容器的充放电电流为一恒定值I=Cd V/d t=CK.此过程为动力学可逆过程，与二次电池不同但与静电类似。
mawell超级电容课件
mawell超级电容课件一、教学内容本节课的教学内容选自高中物理教材《电磁学》第四章第三节“电容器与电势能”。
具体内容包括电容器的构造、工作原理、电容的定义及其计算公式，以及电势能的概念和计算方法。
二、教学目标1. 让学生了解电容器的基本构造和工作原理，掌握电容的定义及其计算方法。
2. 使学生理解电势能的概念，能够运用电势能的计算方法解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学思维能力。
三、教学难点与重点重点：电容器的工作原理、电容的定义及其计算方法，电势能的概念和计算方法。
难点：电容器的工作原理，电势能的计算方法。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（电容器、电压表、电流表等）。
学具：教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入：以一个充电宝（电容器）为例，让学生观察其外观构造，猜测其工作原理，引发学生对电容器的好奇心。
2. 知识讲解：（1）电容器的基本构造和工作原理：介绍电容器的基本构造，如两块金属板、绝缘材料等，并通过动画展示电容器的工作原理。
（2）电容的定义及其计算方法：给出电容的定义，即电容器所能储存的电荷量与电压的比值，并介绍电容的计算公式。
（3）电势能的概念和计算方法：解释电势能的概念，即电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量，并介绍电势能的计算方法。
3. 例题讲解：举例讲解电容器的充电和放电过程，让学生了解电容器在不同电压下的工作状态。
4. 随堂练习：布置一些有关电容器、电容和电势能的计算题，让学生独立完成，检验其对知识的理解和掌握程度。
5. 实验操作：安排学生进行电容器实验，观察实验现象，验证所学知识。
六、板书设计板书内容主要包括电容器的基本构造、工作原理、电容的定义及其计算公式，以及电势能的概念和计算方法。
七、作业设计1. 请简述电容器的基本构造和工作原理。
2. 根据电容的定义，计算一个电容器在10V电压下的电容。
3. 计算一个电荷在电场中从A点移动到B点时的电势能变化。
Maxwell超级电容 共67页
Efficiency
4 3 2 1 0
Self Discharge Availability
Ultracaps Pb-AGM NiMH Li Ion
Cycle Stability
Energy Density
Safety
Power Density
System Cost
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
什么时候我可以用超级电容?
• 需要高度可靠后备电力的应用。 • 1-60秒短时桥接电力，用于转换到第二个电源或顺
序关闭 • 很好地补偿瞬时严重电压凹陷的优质电力 • 针对大瞬时高峰或电能浪涌的电力缓冲器
独立的机电 推动装置 控制和调节 旋翼桨叶
最新技术 uses the wind not only to produce wind energy but also for its own safety
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
About Maxwell
电容器制造始于1965
maxwell 生产设施：欧美及亚洲
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
Table of Content
1. 什么时候我可以用超级电容? 2. 什么事超级电容? 3. 超级电容市场 4. 超级电容应用 5. 规范你的系统Sizing your System 6. Sizing Examples 7. 超级电容系统设计指引 8. 摘要
揭秘：Maxwell超级电容器核心技术
揭秘：Maxwell超级电容器核心技术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的电容量的。
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，故而安全系数高、低温性能好、寿命长且免维护。
超级电容器的核心元件是电极，电极的制造工艺目前分为干电极与湿电极两种技术。
干电极技术是仅通过干混活性碳粉和粘合剂加工成电极。
湿电极技术在制作电极的过程中，除了活性碳粉和粘合剂还需加入液态的溶剂。
由于液态溶剂会影响超级电容器的工作性能，因此还需使用烘箱对其进行干化处理，将溶剂从电极中去除。
这意味和干电极技术相比，湿电极技术工序更长，而且有额外的生产成本。
另外，烘干处理很难将溶剂彻底去除。
在超级电容器工作过程中，溶剂杂质会发生反应产生额外物质，影响电极和电解质的性能。
而反应产生的气体更会加速超级电容器的老化。
因此，采用湿电极技术的超级电容器相对寿命较短，可靠性低，稳定性差。
下表列出采用干电极工艺和湿电极工艺的具体比较：在生产成本上干电极技术也独具优势。
业界领先的超级电容器厂商 Maxwell 表示，他们从椰子壳、杏仁壳、麦子等多种材料中来提取超级电容器中的核心材料 -- 碳，这些新材料的应用也是降低成本的一种方式。
Maxwell 还拥有集中在电极的研发、生产和制造上大部分专利技术，超过35项专利技术及专有干电极工艺造就了其超级电容器的卓越性能优势。
采用这种工艺可以生产出拥有总成本最低的电容器单体。
由于使用的是无溶剂残留的高纯度材料，这种方式也更为绿色环保和节约能源、并且可以达到百分之百的回收再利用。
Maxwell 超级电容器专利干电极工艺流程在中国，超级电容器最为广泛的应用就是城市混合动力客车制动能量回收系统。
据统计，目前 Maxwell 在中国超容混合动力客车的保有量已超过一万辆，宇通，金龙、金旅、海格、南车等国内知名的十多家车企都已将超容成功应用于新能源汽车上，节能减排，省油环保效果卓著。
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什么是超级电容?
超级电容是:
100年的老技术, 因现代材料而加强 基于电解质的极化、高表面积电极及极小的充电点和分离 也就是电化学双层电容
电解质
C = er A/d
d最小化 A最大化
电解质
分离器
E = 1/2 CV2
金属箔
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
电力 vs 能量
电力和能源有什么不同?
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capactors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
特卡特培训
By:
麦克斯维尔技术 - 圣地亚哥
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
About Maxwell
电容器制造始于1965
生产设施：欧美及亚洲
麦克斯维尔是创新、高能效 储存及能源输送解决方案 的领先开发者及生产者
• 含水电解质: ESMA, Elit, Evan, Skeleton Technologies and Tavrima
• 优势:
• 高电解导电率 • 不需紧密密封以隔离 • 低环境影响
Energy Density
Safety System Cost Power Cost
Power Density Energy Cost
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容市场
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容市场
超级电容全球市场
消费品
数码相机
PDA 玩具 记忆备份
工业
应急电源UPS 风力发电 固定式燃料单元 自动化/机器人
运输
电动巴士/卡车
发动机启动 轻量电动车
当地电力
铁路
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
已有产品 Available Products
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
什么时候我可以用超级电容?
• 需要高度可靠后备电力的应用。 • 1-60秒短时桥接电力，用于转换到第二个电源或顺 序关闭 • 很好地补偿瞬时严重电压凹陷的优质电力 • 针对大瞬时高峰或电能浪涌的电力缓冲器
>500,000
<10,000 0.85-0.98
>500,000
<100,000 >0.95
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
技术比较 (page 2)
1000
燃料单元 10h
100 Ni/Cd
1h Li单元
0,1h 36sec
超级电容后备电力
可获得的电力 需要的电力
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
什么是超级电容?
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容的性能特性
• 超级电容的表现在传统电容器和电化学单元之 间. • 快充快放能力 • 高可逆过程, 10万个周期 • 能力比单元低
仅有单元能力的~10%
• 能量比电解电容更高 • 出色的低温表现
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
电极
ECDL
技术比较
特性 充电时间 放电时间 能量 wh/kg 铅酸单元 1-5h 0.3-3h 10-100 超级电容器 0.3-30s 0.3-30s 1-10 传统电容器 10-3-10-6S 10-3-10-6S <0.1
充电寿命
额定功率 w/kg 充放电效率
1000
<1,000 0.70-0.85
削减尖峰电力
Peak Power Shaving
• 超级电容提供尖峰电力 ...
可获得 电力
需要的电力
超级电容尖峰电力
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
后备电力
Back-Up Power Support
• 超级电容提供尖峰电力… ...还有后备电力.
认证:
ISO 9001:2000 ISO/TS 16949 ISO 9002
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
Table of Content 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 什么时候我可以用超级电容? 什么事超级电容? 超级电容市场 超级电容应用 规范你的系统Sizing your System Sizing Examples 超级电容系统设计指引 摘要
铅酸单元 10
3,6sec
能量密度/[Wh/kg]
U/C
1
双层电容器
36msec
0,1 0,36sec
Al-Elco
0,01 10 100 1000 10000
动力或电力密度/[W/kg]
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
超级电容 vs 单元技术
Efficiency Charge Acceptance Temperature Range
2 4
Self Discharge Availability
Ultracaps Pb-AGM NiMH Li Ion
3
Environment
1
Cycle Stability
0
Recycling