超级电容 放电曲线
超级电容充放电时间计算方法
超级电容充放电时间计算方法1法拉=1000000微法1微法=1000000皮法12V，10法拉的电容，对12V，1.5A的用电器放电应该在400秒时间内放完电容没有功率，在电路中只要电压不超过耐压值2•7v就可以。
普通蓄电池如12V14安时的放电量=14×3600∕12=4200(F)电流的大小和负载相关，电容放电，电压会降低的，具体可以参考电容的放电曲线。
如果想有稳定的电压和电流可以在电容后增加DC-DC的稳压电路一般应用在太阳能指示灯上时, LED 都釆用之闪烁妁发光, 例如釆用一颗LED且控制每秒闪烁放电持续时间为0.05 秒, 对超级电容充电电流100mA (0.1A)下面以2.5V / 50F在太阳能交通指示灯为例, 超级电容充电时间如下:C X dv = I X tC: 电容器额定容量;V: 电容器工作电压I: 电容器充电t: 电容器充电时间R: 电容器内阻dv: 工作电压差故2.5V / 50F 超级电容充电时间为:t = ( C X V) / I= (50 X 2.5) / 0.1= 1250S超级电容放电时间为:C X dv - I X C X R = I X t故2.5V / 50F 超级电容从2.5V 放到0.9V 放电时间为:t = C X (dv / I - R)= 50 X [ ( 2.5 - 0.9) ] / 0.015 - 0.02 ]= 5332S应用在LED 工作时间为5332 / 0.05 = 106640S = 29.62 hrC: 电容器额定容量(F)R: 电容器内阻(Ohm)V work: 正常工作电压(V)V min : 停止工作电压(V)t : 在电路中要求持续工作时间(s)I : 负载电流(A)超级电容量的计算方式:)-Vmin C = (Vwork + Vmin)It / (Vwork例:如单片机应用系统中, 应用超级电容作为後备电源,在断电後需要用超级电容维持100mA 电流,持续时间为10S, 单片机停止工作电压为4.2V,那麼需要多大容量的超级电容才能保证系统正常工作?工作起始电压Vwork = 5V停止工作电压Vmin = 4.2V工作时间t = 10S工作电源I = 0.1A那麼需要的电容容量为:)-Vmin C = (Vwork + Vmin)It / (Vwork) X 4.2= (5 + 4.2) X 0.1 X 10 / (5= 1.25F根据计算结果, 可以选择5.5V , 1.5F 电容就可以满足需要了超级电容的容量比通常的电容器大得多。
超级电容器的性能研究
超级电容器的性能研究超级电容器的性能研究李宝华"周鹏伟康飞宇曾毓群StudiesofSuperCapacitorLiBaohua'ZhouPengwei'KangFeiyu'ZengYuqun摘要:本工作对超级电容器性能进行了研究.电化学测试发现有机体系超级电容器拥有良好的电化学性能.其能量密度可达6.8Wh/Kg,最高功率密度超过1000W/Kg,2.5万次充放电循环后容量保持率在70%以上,循环性能良好,充放电效率高,且内阻小.关键词:活性炭超级电容器比电容充放电特性一.前言超级电容器是一种新型的电化学能量储存和转换装置,与传统意义上的电容器相比有着更高的法拉第比电容量和能量密度;与蓄电池相比则具有功率密度,充放电时间短,循环性好,使用寿命长,便于维护等特点1-6J.从某种意义上可以说超级电容器有着传统电容器和电池的双重功能,其功率密度远高于普通电池,能量密度远高于传统电容,因而填补了这两个传统技术问的空白.超级电容器同时也可在极低温等极端恶劣的环境中使用,并且无环境污染.本工作使用成本较低的粉状活性炭作为电极原料,采用层叠制造技术制备了工作电压为2.8V有机体系超级电容器,并考察了电容器的实用性能,为电容器的实用化提供参考.二.实验1电极膜片的制备按照质量比80:10:10的比例称取活性炭粉,乙炔黑和粘结剂,干混后加入适量的溶剂,调节溶剂用量使得浆料达到合适的粘度要求,然后用磁力搅拌器搅拌一定时间,之后把浆料均匀涂覆于金属集电流体上,涂好后即放入70℃左右的烘箱中干燥,然后在对辊轧机上轧制,将所得到的电极体在裁切机上裁成所需形状与大小的电极膜片备用.2.超级电容器的结构及制造超级电容器的基本单元为:活性炭正,负电极膜片中间加隔离膜,注入1MEt4NBF4/PC(四乙基四氟化硼酸铵盐/碳酸丙稀酯)电解液,并紧紧挤压在一起.将多只基本单元的正极与正极,负极与负极相互连接组成大容量的片式并联结构超级电容器.3.超级电容器测试仪器超级电容器的电化学测量采用直流恒流循环法测定,测定工作使用美国Maccor公司的4通道MC-4型电化学工作站和Arbin公司生产的16通道超级电容器测试仪上完成.三.结果与讨论1.超级电容器1亘电流充放电性能图1,表1是2.8V/IOOF超级电容器在不同电流密度下的充放电性能,图1中在恒定电流充放电情况下,电压和时间呈良好的线性关系,这进一步说明对于多孔炭电极而言其在有机电解液体系以形成双电层电容为主,几乎不存在假电容的现象.在表1中当充放电电流为0.1A时,超级电容器的能量密度可达6.8Wh/Kg和11.7Wh/L;电流增至4.5A时能量密度仍可达4.6Wh/Kg和8.0Wh/L.作者简介:作者单位:i.清华大学深圳研究生院新材料研究所,广东省,深圳,518055;2东莞新能源电子科技有限公司,广东省,东莞市,523080电话:0755-********E—mail:libh自.CFI第一作者简介:李宝华,男,博士,清华大学深圳研究生院讲师,研究方向为能源与环境材料,主要包括新型炭材料,锂离子电池,超级电容器和燃料电池及其关键技术和部件.8m嬖Chargetime(S)图12.8v/100F超级电容器不同电流下充放电曲线表12.8V/100F超级电容器不同电流下放电性能2.超级电容器恒功率密度充放电性能早在1994年美国能源部就对商业化超级电容器性能指标提出了具体要求:能量密度和功率密度分别大于5Wh/Kg和1000W/Kg.国家"十五"863计划电动汽车重大专项也对电动车用超级电容器提出了功率密度大于1000W/kg和充放电寿命大于5万次的要求.直到目前为止研究者无法从国际市场上购买到能量密度和功率密度分别大于5Wh/Kg和1000W/Kg的超级电容器.3.交流阻抗谱(EIS)测试超级电容器的内阻,主要包括电解液本身电阻,活性炭电极固有电阻,集流体与活性炭的接触电阻三部分.图2所示为电容器的EIS图谱,频率范围10mHz～100kHz.从EIS图谱可以看到电容器R(Ohm)图2超级电容器的EIS图谱(频率范围为10mHz～100kHz)u_O-0500010000150002000025000Cyclenumbers图3超级电容器循环性能9在低频区具有双电层电容"弥散效应"的明显特征,内阻值仅为46mQ,符合电源的低内阻要求.在超级电容器的阻抗谱表征中,经常研究"拐点"频率的大小,因为这个频率点是两个电极过程的分界点.以拐点频率为界,高频区阻抗的实部代表了电解液离子渗入电极微孔的难易;低频区则是双电层的电容效应.拐点频率的高低受离子在电解液中迁移率的影响,即离子迁移速率越快,拐点频率越高;而迁移速率又受离子大小,电解液黏度以及隔膜厚度与离子通透性等各个因素的限制.4.超级电容器循环性能图3给出了超级电容器在高电流密度(20mA/cm)下的2.5万次循环性能.在测试过程中循环一段时间后,电容器由于自身发热温度升高,并且可逆放电容量下降;经略微休息,电容器温度降至室温后,继续进行充放电测试,电容器可逆容量略有反弹,但仍比最初容量低.在1万次循环,容量下降约20%之后,交叉进行充放电循环和休息,超级电容器容量衰减已经非常缓慢.容量的衰减一方面是由于电解液本身所含杂质和多孔炭所吸附的水份发生分解产生少量气体,电容器出现气胀,内阻增加,容量减少;另一方面在长期的充放电循环过程中电解液必然要发生老化,同样造成内阻增加,容量减少.其中第一个因素可以通过电解液的进一步纯化和对多孔炭电极高温真空干燥予以解决.由电容器充放电容量可以计算出电容器的充放电效率.图4中电容器首次循环的效率为77%,随着循环次数的增加,充放电效率逐渐增高并稳定,5次循环后达到97%以上,远高于电池的充放电效率,说明电容器是一种高效率电子装置.与蓄电池电池相比,双电层电容器的充放电容量较小,但充放电时间短,功率密度大,充放电效率高.O/clen1.J~b1....』t1II]一'.0500O1∞∞15000200∞250D0Cyclenumbers图4超级电容器循环效率变化四,结论1.有机电解液体系超级电容器的法拉第容量随电流密度的增大而略有降低,在小电流充电条件下,能量储存密度可达6.8Wh/Kg,充电电流增大45倍后,电容量保持率为81%.2.超级电容器最高功率密度超过1000W/Kg,2.5万次充放电循环后容量保持率在70%以上,循环性能良好,充放电效率高,且内阻小.参考文献【1】戴贵平,刘敏,王茂章,等.电化学电容器中炭电极的研究与开发I.电化学电容器【J】.新型炭材料,2002,17(1):71-79【2】刘辰光,刘敏,王茂章,等.电化学电容器中炭电极的研究与开发II.炭电极【J】_新型炭材料,2002,17(2):64.72【3】孟庆函.李开喜.宋燕.等.石油焦基活性炭电极电容特性研究【J】_新型炭材料,2001,16(4):18-21【4】何月德,刘洪波,张红波.活化剂用量对无烟煤基高比表面积活性炭电容特性的影响【J】_新型炭材料,2002,17(4):18-2210∞∞∞0—口/o一∞石亡石一.一l.[5】文越华,曹高萍,程杰,等.纳米孔玻态炭一超级电容器的新型电极材料I.固化温度对其结构和电容性能的影响[J].新型炭材料,2003,18(3):219-224[6】周鹏伟,李宝华,康飞宇.椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发.新型炭材料,待发表.。
超级电容器的三种测试办法详解修订稿
超级电容器的三种测试办法详解集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法，欢迎大家一起交流★★★★★★★★★★关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段，大家一起交流交流自己的经验。
我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。
不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评，共同交流。
希望大家都把自己的小经验，测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来，共同学习才能共同进步。
也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。
循环伏安cyclicvoltammetry(CV)由CV曲线，可以直观的知道大致一下三个方面的信息Voltagewindow（水系电解液的电位窗口大致在1V左右，有机电解液的电位窗口会在2.5V 左右）关于很多虫虫问，电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位，这个应该和你的参比电极和测试体系有关。
工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的，所以不要纠结于为什么别人的是0-1V，而你测试的是-0.5-0.5V，这个与参比电极的本身电位（相对于氢标的电位）以及测试的体系本身有很大关系。
Specificcapacitance（比电容，这个是超级电容器重要的参数之一，可以利用三种测试手段来计算，我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算）Cyclelife（超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数，因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性）测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。
电位的扫描范围，一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描，扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。
恒电流充放电galvanostatic?charge–discharge(GCD)由GCD测试曲线，一般可以得到以下几方面的信息：thechangeofspecificcapacitance（比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现，直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化）degreeofreversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) Cyclelife（循环寿命，换句话也就是随着充放电次数的增多，电极材料比电容的保持率）恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度，还有充放电反转的电位值。
超级电容拆装实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解超级电容器的结构组成和工作原理。
2. 掌握超级电容器的拆装技能。
3. 分析超级电容器各部件的功能和作用。
4. 学习超级电容器的性能测试方法。
二、实验原理超级电容器是一种新型储能元件，具有高功率密度、长循环寿命、环境友好等优点。
它主要由电极、电解液、隔膜和集流体等部分组成。
电极材料通常采用活性炭、导电聚合物、金属氧化物等；电解液选用具有良好导电性和稳定性的有机或无机电解质；隔膜具有优良的离子传导性和机械强度；集流体用于连接电极和电路。
三、实验仪器与材料1. 超级电容器（待拆装）2. 扳手、螺丝刀等拆装工具3. 电压表、电流表等测试仪器4. 丙酮、酒精等清洗剂5. 透明胶带、绝缘胶带等辅助材料四、实验步骤1. 准备工作将超级电容器放置在干净的工作台上，确保实验环境整洁。
2. 拆装步骤1. 打开超级电容器外壳，观察其结构组成。
2. 使用螺丝刀拧下固定电极的螺丝，取出电极。
3. 将电极上的导电材料轻轻刮掉，观察其结构。
4. 检查电解液和隔膜的质量，确保无破损。
5. 清洗电极、电解液和隔膜，去除杂质。
6. 将清洗干净的电极、电解液和隔膜重新组装到超级电容器中。
7. 使用螺丝刀拧紧电极固定螺丝，确保连接牢固。
3. 性能测试1. 使用电压表测量超级电容器的开路电压。
2. 使用电流表测量超级电容器的充放电电流。
3. 使用恒流充放电仪测试超级电容器的比容量和循环寿命。
五、实验结果与分析1. 结构组成超级电容器由电极、电解液、隔膜和集流体等部分组成。
电极材料为活性炭，电解液为有机电解质，隔膜为聚丙烯膜，集流体为金属箔。
2. 性能测试1. 开路电压：3.0V2. 充放电电流：2A3. 比容量：2000F4. 循环寿命：5000次通过实验，我们验证了超级电容器的结构组成和工作原理，并对其性能进行了测试。
结果表明，该超级电容器具有较好的储能性能和循环寿命。
六、实验结论1. 超级电容器是一种新型储能元件，具有高功率密度、长循环寿命、环境友好等优点。
超级电容器研究综述
一、超级电容器的发展与进步（一）概述在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。
然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。
140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。
早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。
之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。
电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。
另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。
超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。
目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。
同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。
在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。
超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。
通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。
超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。
但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。
（二）超级电容器的原理超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone 图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。
超级电容器实验报告
实验报告题目C,MnO2的电化学电容特性实验姓名许树茂学号***********所在学院化学与环境学院年级专业新能源材料与器件创新班指导教师舒东老师完成时间2012 年 4 月1.【实验目的】1. 了解超级电容器的原理；2. 了解超级电容器的比电容的测试原理及方法；3. 了解超级电容器双电层储能机理的特点；4. 掌握超级电容器电极材料的制备方法；5. 掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。
2. 【实验原理】超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。
超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。
尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。
图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。
在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。
表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。
大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。
(1) 双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。
对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。
当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。
这时对某一电极而言,会在一定距离内（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。
根据双电层理论,双电层的微分电容约为20µF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。
电容充放电曲线演示器
波器的充电曲线或放电曲线的重复频率比较快， 因此可
以很清楚地看到这条曲线。
本教 具 可 供各 类 职 专、中 专 、大 学 院 校 进 行 电 容
充电曲线和放电曲线的教学， 功能如下：
１．直观演示电容充电时， 电容器上电压变化规律；
２．直观演示电容充电电路， 当电阻阻 值 或 电容 容 量
改变时， 充电曲线变化情况； 图１
胶水把它和 ２ 片电极铜片粘在录像带有机玻璃盒内右 个完整的曲线波形。
下角处， 制成一个叠层电池盒， 用来安装 ９Ｖ 叠层电池。 ５．通过 １ 个电位器和 ２ 个钮子开关， 把 整 个 电路 板
用螺母和垫片固定在录像带有机玻璃盒面板上， 同时 发光二极管伸在面板的孔中。
６． 把电池盒的红色连接导线焊接在开 关的 一 个 脚 上， 开关的另一个脚和电路板上电源正极连接。
到 非 常直 观 、形 象 ， 理 解 起 来 也 非 常 容 易 。 整 个 教 具 有 路和两个三极管， 通过一个双刀双掷开关的转换， 就能
利于实验教学， 便于师生动手自制和推广， 对培养学生 实现充电和放电两种曲线的显示； 同时通过两个单刀
创新精神和动手操作能力很有帮助， 能很好地激发学
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制作天地
电容充放电曲线演示器
福建省三明工贸学校 ◎彭佩烘
电容 充 电 和放 电 过 程是“电 工 基 础 ”课 中 的 教 学 重 双掷 钮 子 开 关 ， 对 两 个 不 同 阻 值 的 电 阻 器 和 两 个 不 同
点， 也 是 学 生 感 觉 比 较 抽 象 、难 于 理 解 的 内 容 。 为 使 学 容 量 的 电 容 器 进 行 选 择 ， 以 直 观 演 示 充 放 电 曲 线 随 阻
rc电路充放电曲线
RC电路充放电曲线
RC电路的充放电曲线是指在RC电路中，电容器充电和放电过程的电流-电压曲线。
在RC电路中，电容器的充电过程是一个指数增长的过程，而放电过程则是一个指数衰减的过程。
在电容器充电过程中，电路的电压逐渐增加，而电流逐渐减小。
这是因为电容器的充电过程是通过电阻器消耗电流来实现的，随着电容器电压的增加，电阻器上的电压也随之增加，从而导致电流减小。
在电容器放电过程中，电路的电压逐渐减小，而电流逐渐增加。
这是因为电容器的放电过程是通过电容器提供电压来实现的，随着电容器电压的减小，电容器上的电荷也随之减小，从而导致电流增加。
在RC电路的充放电曲线中，通常会出现一个时间常数τ，这个时间常数可以通过电阻器和电容器的值来计算得出。
在τ时间内，电容器的电压将达到其最终值的约63.2%，电流将达到其最终值的约36.8%。
在τ时间之后，电容器的电压和电流将不再发生显著变化。
总之，RC电路的充放电曲线是一个非常重要的电路特性，可以用于电路分析和设计。
在实际应用中，可以通过改变电阻器和电容器的值来调整电路的充放电特性，以满足不
同的应用需求。
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超级电容放电曲线
超级电容器是一种高能量密度的电子元件，其主要特点是其具有高电容和低电阻。
使用超级电容器可以存储大量的电能，并在需要时快速放电。
因此，这种元件在能量转换、电子控制、强电平衡等领域被广泛应用。
超级电容器的放电曲线是描述其放电过程的图像，它将电容器在放电时存储的能量与时间的变化关系可视化。
以下是超级电容器放电曲线的中文说明，以帮助您了解其在实际应用中的效果。
放电曲线图分为两个坐标系：X轴代表时间，Y轴则代表电容器的电压和电流。
放电曲线通常可以分为三个阶段：预充电、主放电和尾电流。
预充电阶段
预充电阶段是指将超级电容器首次充电并为其预充电的过程。
在此阶段，电容器的电压仍然很低，需要通过外部电源进行充电。
此时，电容器的电流会迅速上升，直到其电压稳定并达到最大值。
主放电阶段
主放电阶段是指超级电容器放电的主要过程。
在此阶段，电容器的电压迅速下降，并在很短的时间内将电容器中存储的电能释放。
主放电过程是一个非线性过程，其放电速率在初始阶段较快，随着时间的推移逐渐减慢。
尾电流阶段
尾电流阶段是指在主放电过程结束后，超级电容器的电流仍在继续流动的阶段。
在此阶段，电容器的电压将逐渐降低至其最终电压，而电流则逐渐下降。
这种电流下降的速度取决于电容器的内部阻抗以及负载电阻的大小。
总结
放电曲线是超级电容器放电过程的可视化表现，它提供了评估电容器性能和预测实际应用效果的一种方法。
预充电阶段是必要的，以确保电容器能够达到最大电容值。
主放电过程是超级电容器最重要的阶段，其快速放电速率是这种元件最大的优点之一。
尾电流阶段是电容器放电结束后的过程，其特点是电容器的电流和电压都逐渐降低。
通过了解超级电容器放电曲线的特征，可以更好地掌握这种元件的工作原理，并在实际应用中取得更好的效果。