超級(jí)電容介紹課件

小型超級(jí)電容-2.3

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3VSupercapacitor系列超級(jí)電容ModuleRadialTypeCoinTypeStackingCoinTypeLargeCapTypeSlimFlatType超級(jí)電容類別超級(jí)電容器(supercapacitor,ultracapacitor)又叫雙電層電容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黃金電容、法拉電容,通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能.它是一種電化學(xué)元件,但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這種儲(chǔ)能過程是可逆的,也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍；對(duì)于快速充放電,超級(jí)電容器小的ESR意味著更大的功率輸出,瞬時(shí)功率脈沖應(yīng)用,重要存儲(chǔ)、記憶系統(tǒng)的短時(shí)間功率支持,應(yīng)用舉例

1、快速充電應(yīng)用,幾秒鐘充電,幾分鐘放電.例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具;

2、在UPS系統(tǒng)中,超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出,作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充;

3、應(yīng)用于能量充足,功率匱乏的能源,如太陽能;

4、當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持;

5、小電流,長時(shí)間持續(xù)放電,例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源,LED電筒;

一、優(yōu)點(diǎn)

在很小的體積下達(dá)到法拉級(jí)的電容量

無須特別的充電電路和控制放電電路

和電池相比過充、過放都不對(duì)其壽命構(gòu)成負(fù)面影響

從環(huán)保的角度考慮,它是一種綠色能源

超級(jí)電容器可焊接,因而不存在象電池接觸不牢固等問題二、缺點(diǎn)

如果使用不當(dāng)會(huì)造成電解質(zhì)泄漏等現(xiàn)象;

和鋁電解電容器相比,它內(nèi)阻較大,而不可以用于交流電路.

什么是超級(jí)電容器?

超級(jí)電容與電池比較，有如下特性：超低串聯(lián)等效電阻，功率密度是鋰離子電池的數(shù)十倍以上，適合大電流放電，（一枚3000F電容能釋放瞬間電流2170A以上）。超長壽命，充放電大于1000萬次，是Li-Ion電池的1000倍，是Ni-MH和Ni-Cd電池的2000倍，如果對(duì)超級(jí)電容每天充放電20次，連續(xù)使用可達(dá)136年。可以大電流充電，充放電時(shí)間短，對(duì)充電電路要求簡單，無記憶效應(yīng)。免維護(hù)，可密封。溫度范圍寬-40℃～+65℃，一般電池是-20℃～60℃。超級(jí)電容與電池6BatteriesforEnergy

UltracapacitorsforPower

BatteryComplementBatterylifeisreducedbypowercyclingandpeakpower

drainsCombiningultracapacitorswithbatterieswillreduceboth

peakpowerandaveragepowerloadonbatteriesDownsizingthebatteryconsideringtheenergyusageonly.UltracapacitorlowESRimprovesefficiencyinrecapturing

energyandoverallsystemperformance.超級(jí)電容與電池直流內(nèi)阻測試儀容量測試儀交流內(nèi)阻測試儀專供工廠IQC用的超級(jí)電容測試儀PartNumber料號(hào)

VNP

3R0

106

QG

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HSeriesVNE:EnergyTypeVNP:PowerTypeCapacitance106:10F(10x106uF)357:350F(35x107uF)Voltage2.3V,2.5V2.7V,3.0VC.ToleranceMG:-20to+20%QG:-10to+20%ModuleTerminalI:O:H:L:T:C:Custom訂制Specifications產(chǎn)品特性

特性和優(yōu)點(diǎn)2.3-3V額定電壓3V能量密度提高40%3V等同相對(duì)體積減少40%更高的可靠性,并延長使用壽命(相對(duì)2.7V超級(jí)電容)-40至+65°C(70°C)工作溫度超過500,000次循環(huán)充放電壽命高功率密度和超低內(nèi)阻(ESR)Hightemp.reliabilityresultsat3Vrated

在3V額定電壓的高溫穩(wěn)定性

超級(jí)電容模塊如果需要以下其中一項(xiàng),超級(jí)電容就最適合.要求瞬間比較大電流放電.如USB產(chǎn)品要用0.5A以上電流,閃光燈,電動(dòng)工具.要用電池,但永遠(yuǎn)不更換,免維護(hù).如太陽能道釘燈、地埋燈.智能水,電,氣表要求快速充電,如警衛(wèi)手電筒,玩具,電動(dòng)工具要求充放次數(shù)多過電池,浮充也不需要更換電池,如應(yīng)急燈要求在零下40度也能正常保持能量工作,如汽車/電動(dòng)車泠起動(dòng)要求將微弱至大電流能量快速回收,如獨(dú)力太陽能發(fā)電,節(jié)能電梯,環(huán)保汽車要求輕的移動(dòng)電源,如遙控飛機(jī)要求比電池安全,永遠(yuǎn)不會(huì)爆炸的儲(chǔ)能產(chǎn)品你要超級(jí)電容嗎?(在有記憶儲(chǔ)存功能的電子產(chǎn)品中做后備電源，數(shù)據(jù)保護(hù)和備份，適用于帶CPU的）玩具、手電筒、潔具、自行車尾燈、音響、助聽器、禮花、充電器、DVD機(jī)、收音機(jī)、冰箱、空調(diào)、背投和液晶電視、洗碗機(jī)、魚漂、消毒柜、電子門鎖、熱水器、燃?xì)庠?、電飯煲、熨衣架、待機(jī)轉(zhuǎn)嫁器、數(shù)碼相框、機(jī)頂盒、微波爐、遙控器、汽車黑匣子公用電器、工業(yè)及醫(yī)療電器：（用作小功率器件的電源）稅控機(jī)、控制器（溫度控制器）、觸摸屏、攝像頭、掃描儀、投影儀、考勤鐘、計(jì)數(shù)器、顯示屏、彩票機(jī)、銀行終端、公汽讀卡器、身份識(shí)別、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、X光機(jī)、磁共振、道釘機(jī)、電焊機(jī)、皮帶機(jī)、激光器、礦燈、工業(yè)儀表、雷管、電動(dòng)工具網(wǎng)絡(luò)通訊：（中型模組、模塊、工作時(shí)間不是很長的、瞬間工作的）電腦、電話、手機(jī)、信息終端、通訊站、GPS、電力數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)光發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電、變漿、接收轉(zhuǎn)換、太陽能發(fā)電（儲(chǔ)能）、太陽能燈（警示燈、標(biāo)識(shí)燈、道釘燈、地埋燈）、太陽能手電交通工具：摩托車啟動(dòng)、機(jī)車啟動(dòng)、電動(dòng)汽車輔助動(dòng)力、汽車啟動(dòng)、電動(dòng)自行車輔助動(dòng)力、汽車音響、車載監(jiān)控后備電源：開關(guān)柜、直流屏、負(fù)荷調(diào)整電源、故障定位、變頻器、脈沖電源、應(yīng)急燈、救生繩、報(bào)警器、卷簾門、與電池配套電源、斷電保護(hù)能量回收：吊車、礦井、機(jī)車、電梯、抽油機(jī)軍工：戰(zhàn)斗機(jī)、軍車、坦克、雷達(dá)、精準(zhǔn)炮彈、激光炮、電磁炮、警棍應(yīng)用廣泛應(yīng)用于智能三表(熱量表、煤氣表、智能水表)傳統(tǒng)的智能水表，在控制水閥開啟和關(guān)斷時(shí)，普遍采用的方法是內(nèi)裝鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕、能量大、自放電率低等。鋰電池使用到一定時(shí)間后，不得不更換電池。需要上門為用戶更換電池或水表，這對(duì)于水表生產(chǎn)廠家和自來水公司來說都是一件繁瑣的事。另外，電池電量不足的情況出現(xiàn)是隨機(jī)的，如果不精確和及時(shí)的監(jiān)測電池電量，將無法可靠的關(guān)斷水閥，造成無法計(jì)費(fèi)、逃水現(xiàn)象等情況出現(xiàn)。這是內(nèi)部安裝了鋰電池的智能水表的致命缺點(diǎn)，直接影響到它的推廣和使用。用超級(jí)電容代替鋰電池可以解決這個(gè)問題。超級(jí)電容是一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子（而不依靠化學(xué)反應(yīng)）釋放電流，從而為設(shè)備提供電源。

超級(jí)電容器在智能水表中設(shè)計(jì)電路優(yōu)點(diǎn)如下：

a.將電池從水表中分離出來，從而可以不考慮電池壽命對(duì)水表的影響，延長了水表的使用時(shí)間。

b.另一方面，超級(jí)電容的大電流放電特性保障了水閥關(guān)斷的可靠性，在外接干電池電量不足時(shí)，仍能利用存儲(chǔ)在超級(jí)電容上的能量將水閥關(guān)斷。

c.以前一味追求的漏電流指標(biāo)，主要是為了保障電池的使用壽命，改用超級(jí)電容后，漏電流指標(biāo)變得不重要。如果電池電量不足，用戶可以隨時(shí)更換。這樣，不僅使電路設(shè)計(jì)簡化，減少產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)工序，還使產(chǎn)品的成本降低。智能三表、后備電源用超級(jí)電容器太陽能道釘燈太陽能地磚燈太陽能交通警示燈太陽能浮標(biāo)燈太陽能光伏產(chǎn)品種類很多，適合使用超級(jí)電容器的有白天太陽能電池太陽能→電能夜間太陽能燈照明夜間存儲(chǔ)于超級(jí)電容器組中太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用玩具UltracapacitorsandtinyairplanesIT產(chǎn)品無線節(jié)能鼠標(biāo)．免用電池，無廢電池污染問題

．采用超級(jí)電容，充電迅速(90~240秒)

．充飽一次電可以使用60~240分鐘

．充放電次數(shù)>500,000次

．使用27.042MHz免認(rèn)證無線頻段

．256組隨機(jī)隨機(jī)數(shù)配對(duì)碼

．采用磁性連接充電，方便迅速對(duì)位

．充電電力供應(yīng)使用一般USB(5V/500mA)埠

．有效傳送范圍;約3尺(1米)

．每秒擷取圖像1,700次

．每秒位傳輸速度4.8k(bps)

．分辨率800/1000cpi，每秒最高位移24.9inches

．自動(dòng)安裝，無需額外驅(qū)動(dòng)程序

無線手寫板SSD固態(tài)硬盤FeatureofEnterprisemodeldesignSDRAMtocacheFAT+Data.NeedPowerbackuptoflushtoNAND車載POS機(jī)的時(shí)鐘電源：時(shí)鐘芯片供電電池必須是可充電方式。一般的紐扣電池的使用壽命是二年，由于電池內(nèi)電能隨著使用時(shí)間逐步衰減，當(dāng)電能衰減到一定程度時(shí)，會(huì)影響計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)度，甚至?xí)斐蓵r(shí)鐘數(shù)據(jù)丟失歸初始狀態(tài)。由于IC卡內(nèi)寫有有效期，由于POS機(jī)時(shí)鐘的誤差，會(huì)發(fā)生鎖卡的現(xiàn)象，這會(huì)對(duì)持卡人帶來一些不便。嚴(yán)重時(shí)會(huì)干擾發(fā)卡部門的正常工作。(目前徐州就處于這種狀況)此外，每二年對(duì)POS機(jī)進(jìn)行一次更換時(shí)鐘電池的工作量也非常大，如采用可充電時(shí)鐘電源采用超級(jí)電容（1.5F）,其優(yōu)點(diǎn)是：使用時(shí)間長，可與POS同壽命，在POS機(jī)使用壽命周期內(nèi)不需要更換，輸出電壓電流穩(wěn)定，確保時(shí)鐘精準(zhǔn)和車載POS機(jī)工作正常。目前國內(nèi)的機(jī)具型號(hào)較舊，都采用不可充電方式，右圖是華捷公司車載刷卡終端

車載刷卡終端Automobileaftermarket汽車后裝市場

CarAudio,Braim'sUltraCapacitor,HQR-1.3F,madeinJapanUS$170-$225MarketPriceFaradayFlashlight-LinearGeneratorwithultracapacitorflashlightLightforLife?FlashlightUC3.400Description:LENGTH-11.5in,29.2cmBARRELDIAMETER-13/4in,4.5cmHEADDIAMETER(ATWIDESTPOINT)-2.75in,7cmWEIGHT-Approx.16oz.Madeofdurablepolymer.Impact,abrasion,andwaterresistantRechargesin90Seconds.Runtime=120minutesContains3xGREE1WLED’sratedformorethan50,000hours.UtracapacitorLife:50,000CyclesLED快充/動(dòng)能手電筒

LED快充/動(dòng)能手電筒

美國SuperiorToolCo設(shè)計(jì).與7.2V電池并聯(lián)使用,提供初始大電流供電滿足沖擊大電流供電需求,保護(hù)電池,延長電池壽命充滿情況下,可切割100次,每次約3-5秒,相對(duì)沒有超級(jí)電容要5秒以上快每次充完電的切割數(shù)量提高30%

10F10F10F電動(dòng)工具–輔助電池使用引入超級(jí)電容器使系統(tǒng)具有夠大的過載能力.電容器有快速充電特性,充電的電源范圍0-52V,可以充分吸收短時(shí),間隙的強(qiáng)大風(fēng)能.及微小風(fēng)能／太陽能條件下的能量.DC/DC充電及控制器保證系統(tǒng)在微風(fēng)的條件吸收的能量在低壓情況下向蓄電池充電.5.DC/DC充電效率高達(dá)85%.PwPavg將劇烈波動(dòng)的能量變成較平滑的能量輸入rectifierFILTERPutility120V/240V50/60HzGnd再生能源-移峰填谷30再生能源-太陽能延長電池壽命減少電池用量不需要用電池提供長時(shí)間后備電源在動(dòng)力UPS系統(tǒng)中，用超級(jí)電容器作為變頻器或逆變器的直流儲(chǔ)能組件，有蓄電池或電解電容器無可比擬的優(yōu)勢。尤其在中、高壓時(shí)，避免了由數(shù)十節(jié)甚至上百節(jié)蓄電池串聯(lián)所帶來的一系列問題；和電解電容相比，不但便于維護(hù)，而且降低成本，提高了UPS設(shè)備的可靠性。當(dāng)市電斷開時(shí)，由超級(jí)電容器短時(shí)供電，為逆變器提供直流電壓，供給負(fù)載，同時(shí)為發(fā)電機(jī)啟動(dòng)提供足夠的啟動(dòng)電流﹒發(fā)電機(jī)啟動(dòng)可靠，消除電池作為候備電源帶來不穩(wěn)定因素﹒當(dāng)發(fā)電啟動(dòng)后，超級(jí)電容器在逆變器的直流回路又可以做為一個(gè)超級(jí)濾波器，消除發(fā)電機(jī)在負(fù)載波動(dòng)的條件下電壓的波動(dòng)，如市電高壓、市電低壓、電壓瞬時(shí)落、減幅振蕩、高壓脈沖、電壓波動(dòng)、浪涌電壓、諧波失真、雜波干擾，頻率波動(dòng)等電源問題。從于保證對(duì)負(fù)載供電穩(wěn)定﹒短時(shí)間不間斷電源醫(yī)療便攜電源超級(jí)電容器可以作為便攜式除顫器的放電電容。由電容所提供的大脈沖能量約為200-360J，單方向通過電極的全部電流加到病人身上。發(fā)達(dá)國家的一些公共場合開始采用便攜式除顫器，這樣可以盡早地挽救生命。其中的儲(chǔ)能電容器以采用超級(jí)電容器為最佳方案，如400J儲(chǔ)能僅需25F即可，即使按100F計(jì)算，其體積也僅僅為Φ25*45mm。由于超級(jí)電容器的電壓很低，可以使用超級(jí)電容模組或用功率變換器將電壓提高到需要的水平。PaceMaker心臟起搏器,用超級(jí)電容加小馬達(dá)充電,永久不用更換電池.EnergyHarvestingPowercastRFEnergyHarvestingModuleThiswirelesspowermodulecombinesPowercast'sRFenergy-harvestingtechnologywithasupercapacitortocreateaperpetual,battery-freepowersourceforthewirelesssensorscommonlyusedinsecurity,environmentalandcondition-monitoringsystems.Themoduleintegratesapowerreceivingantenna,aPowercastPowerharvestertoconverttheradiowavesintolowDCpowerandasupercapacitor.Thesupercapacitorstorestheharvestedenergyandprovidespeaktransmissionpowertoawirelesssensor/transmitterboardsuchastheTexasInstrumentseZ430-RF2500T.Perpetuum'sPMG17vibrationenergy-harvestingmicro-generator,togetherwithasupercapacitor,allowwirelesssensorsystemmanufacturerstodesignbattery-freeconditionmonitoringsystemsthatcollectandreportdataonmachineryforimprovedassetmanagement.ThePMG17microgeneratorconvertsunusedmechanicalvibrationintoalowbutsteadysourceofelectricalenergy.ThesupercapacitorthenstorestheenergyanddeliversthepeakpowerneededtotransmitsensorconditiondataoverwirelessnetworkssuchasIEEE802.15.4(Zigbee)and802.11(WLAN).Togethertheycanpowerwirelesssensornodesindefinitely.Energyharvestingistheprocessbywhichenergyisderivedfromexternalsources(e.g.