超级电容器分类有哪些
对于超级电容器来说,依据不同的内容可有不同的分类方法。
首先,根据不同的储能机理,可将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类。其中,双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量。
法拉第准电容器主要是通过法拉第准电容活性电极材料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应产生法拉第准电容,从而实现对能量的存储与转换。
其次,根据电解液种类可分为水系超级电容器和有机系超级电容器两大类。
此外,根据活性材料的类型是否相同,可分为对称超级电容器和非对称超级电容器。
最后,根据电解液的状态形式,又可将超级电容器分为固体电解质超级电容器和液体电解质超级电容器两大类。
超级电容器使用的注意事项包括:
1)超级电容器具有固定的极性。在使用前,应确认极性。
2)超级电容器应在标称电压下使用。当电容器电压超过标称电压时,将会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,而且内阻增加,寿命缩短。
3)超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中。高频率的快速充放电会导致电容器内部发热,容量衰减,内阻增加。
4)外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。因此超级电容器应尽量远离热源。
5)当超级电容器被用做后备电源时,由于超级电容器具有内阻较大的特点,在放电的瞬间存在电压降。
6)超级电容器不可处于相对湿度大于85%或含有有毒气体的环境中,这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀,引起断路。
7)超级电容器不能置于高温、高湿的环境中,应尽量在温度-30~50℃、相对湿度小于60%的环境下储存,且应避免温度骤升骤降,因为这样会导致产品损坏。
2017-04-27
超级电容器的类型比较多,按不同方式可以分为多种产品,以下作简单介绍。
按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器:
双电层型超级电容器
1.活性碳电极材料,采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。
2.碳纤维电极材料,采用活性炭纤维成形材料,如布、毡等经过增强,喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。
3.碳气凝胶电极材料,采用前驱材料制备凝胶,经过炭化活化得到电极材料。
4.碳纳米管电极材料,碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性,采用高比表面积的碳纳米管材料,可以制得非常优良的超级电容器电极。
以上电极材料可以制成:
1.平板型超级电容器,在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极,另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器,可以达到300V以上的工作电压。
2.绕卷型溶剂电容器,采用电极材料涂覆在集流体上,经过绕制得到,这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。
赝电容型超级电容器
包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料,金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料,活性炭作为负极材料制备的超级电容器,导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极,以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度,除NiOx型外,其它类型多处于研究阶段,还没有实现产业化生产。
按电解质类型
可以分为水性电解质和有机电解质类型:
水性电解质
1.酸性电解质,多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。
2.碱性电解质,通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质,水作为溶剂。
3.中性电解质,通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质,水作为溶剂,多用于氧化锰电极材料的电解液。
有机电解质
通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质,有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂,电解质在溶剂中接近饱和溶解度。
其他
1.液体电解质超级电容器,多数超级电容器电解质均为液态。
2.固体电解质超级电容器,随着锂离子电池固态电解液的发展,应用于超级电容器的电解质也对凝胶电解质和PEO等固体电解质进行研究。
3.我国研制成功碳纳米材料薄膜超级电容器,天津大学赵乃勤教授课题组与天津工业大学康建立教授合作,近期研发成功了迄今最薄的碳纳米材料薄膜超级电容器,其厚度约30微米,仅为A4纸的三分之一。