【正文】 器的原理 超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。 ，可達(dá) 500 000 次，或 90 000 小時(shí)，而蓄電池的充放電壽命很難超過 1 000 次， （如 2700F 的超級(jí)電容器額定放電電流不低于950A，放電峰值電流可達(dá) 1680A，一般蓄電池通常不能有如此高的放電電流一些高放電電流的蓄電池在雜如此高的放電電流下的使用壽命將大大縮短。 ESR 相對(duì)常規(guī)電容器大（ 10F/ 的 ESR 為 110mΩ）。按照 2020 年 4 月發(fā)表的專利， EEStor 這種能量存儲(chǔ)裝置是用陶瓷粉末涂在鋁氧化物和玻璃的表面。它可以無(wú)限制地接受無(wú)數(shù)次放電和充電，超級(jí)電容器沒有 “記憶 ”。好的鉛酸電池能充電 500～ 700 次，而根據(jù) EEStor 的聲明，新的超級(jí)電容器可反復(fù)充電 100 萬(wàn)次以上，也不會(huì)出現(xiàn) 材料 降解問題。 EEStor 公司負(fù)責(zé)人暗示，他們的技術(shù)不僅適用于小型旅客電動(dòng)車，還可能取代 220500 瓦的大型 汽車 。具有電池和電容器的性質(zhì)，可用超級(jí)電容器調(diào)節(jié)能量值。近年來(lái)電極材料的比電容不斷提高，超級(jí)電容器逐漸走向民用。 當(dāng)主電源中斷、由于振動(dòng)產(chǎn)生接觸不良或由于其他重載引起系統(tǒng)電壓降低時(shí)，超級(jí)電容器就能夠起后備電源作用。 由于超級(jí)電容器具有高充放電次數(shù)、壽命長(zhǎng)、使用溫度范圍寬、循環(huán)效率高以及低自放電的特點(diǎn)，故很適合做替換電源。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 7 通過一個(gè)或幾個(gè)超級(jí)電容器釋放持續(xù)幾毫秒到幾秒的大電流。普通電池雖然能量密度高，行駛里程長(zhǎng)，但是存在充電時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)法大電流充電、工作壽命短等不足。另外，用超大容量電容器存儲(chǔ)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量。超級(jí)電容器與太陽(yáng)能電池相結(jié)合，可以應(yīng)用于路燈、交通警示牌、交通標(biāo)志燈等。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 8 軍事裝備領(lǐng)域 軍用裝備，尤其是野戰(zhàn)裝備，大多不能直接由公共電網(wǎng)供電，而需要配置發(fā)電設(shè)備及儲(chǔ)能裝置。炭基材料電化學(xué)電容器能量?jī)?chǔ)存的機(jī)理主要是靠炭表面附近形成的雙電層，因此通常稱為雙電層電容。通常電容值正比于電極材料的電化學(xué)活性面積和電解液的內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 9 相對(duì)介電常數(shù)，而與所形成的雙電層厚度成反比。由炭材料表面上的官能團(tuán)決定的炭材料的表面濕度是影響電容器性能的另一個(gè)因素。然而，微孔對(duì)于電解液離子來(lái)說必須具有電化學(xué)兼容性，所以中孔 的出現(xiàn) (2 nmd50 nm)對(duì)于電荷在大范圍電極材料上的傳播起到重要的作用。然而，大多數(shù)活性炭并不能完全遵循這一趨勢(shì)。 一般的，在水性電解液中，活性炭的電容值為 100～ 200 ：在有機(jī)電解液中為 50—。考慮到正負(fù)離子的離子半 徑不同而采用不同孔徑的炭材料作為電極的正極和負(fù)極。 在不同電解液中研究材料的電化學(xué)行為表明：為獲得高的電容值一個(gè)適合的孔徑比高的表商秋更為重要。小于 1 nm的扭曲孔道使得電解液離子更容易聚集在電極表面上，與離子尺寸相近的孔徑的利用率最高?；钚蕴康碾妼?dǎo)率依賴于材料的類型，電導(dǎo)率高達(dá) 。 2. 介孔碳電極材料 介孔碳是一類新型的非硅基介孔材料， 2nm孔徑 50nm,具有巨大的比表面積（可高達(dá) 2500m2/g）和孔體積（可高達(dá) ），非常有望在催化劑載體、儲(chǔ)氫材料、電極材料等方面得到重要應(yīng)用，因此受到人們的高度重視。近年來(lái)，介孔材料科學(xué)已經(jīng)成為國(guó)際上跨化學(xué)、物理、材料、生物等學(xué)科交叉的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，更成為材料科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。 Guterl等人研究發(fā)現(xiàn)離于實(shí)斷上集中在孔徑小與 0． 7 nm超微孔中，且電化學(xué)電容器中，多數(shù)超微孔都加入了誘捕非溶劑化離子的行列。溶劑離子要傳到活性表面的通道即曲折折又漫長(zhǎng)還有幾處瓶頸。 合閘時(shí) K閉合 ,合閘后 K斷開 ,動(dòng)作時(shí)間為 . 電磁機(jī)構(gòu)合閘的動(dòng)作完成 ,其輔助開關(guān) K切斷合線圈回路 ,在 ,電容器的端壓和電流稍有下降 ,但其平均值與蓄電池基本相同 ,表明 :在合閘過程中 ,電容器能提供與蓄電池同樣大的功率和能量 .由于電容器此時(shí)處在浮充狀態(tài) ,其充電時(shí)的能量的恢 復(fù)要比蓄電池快得多 ,能夠及時(shí)滿足下次分、合閘要求 ,這是電容器優(yōu)于蓄電池的一個(gè)很好的性能 .從以上的分析可以看出 ,用超級(jí)電容器可以很方便的替代直流屏蓄電池進(jìn)行分、合閘操作 ,在電氣線路整改方面 ,如果充電機(jī)容量足夠大 ,可調(diào)電位器功率滿足要求 ,電氣線路不必做整改 ,而如果上述條件不能滿足要求 ,只需對(duì)其充電線路中加合適的限流電阻即可用電容器替代屏中的蓄電池。流電源系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中兼有控制電源和保 安電源的雙重作用，電力操作直流電部分由充電模塊、電池組、調(diào)壓和微機(jī)監(jiān)控等幾部分構(gòu)成。鎘鎳蓄電池在運(yùn)行中長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，充電機(jī)性能的好壞直接影響電池壽命。過充電還會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，在負(fù)極板上生成氧化鎘，減少極板有效面積，容量減小，這就是俗稱的“記憶”效應(yīng)。因?yàn)槭侨芊怆姵?，無(wú)需加水，這給維護(hù)帶來(lái)很多好處 ，但同時(shí)也給觀測(cè)和維護(hù)帶來(lái)困難。在變電站或配電站的配電室中專門配有相應(yīng)的直流系統(tǒng)，作為分、合閘操作、控制和保護(hù)用的直流電源。直流系統(tǒng)存在的這些問題已經(jīng)直接影響到變電站的安全可靠運(yùn)行。拋開蓄電池價(jià)格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)才能正常工作這一點(diǎn)來(lái)說，就是讓工作人員頭疼的問題，因?yàn)檫@里的蓄電池組不承擔(dān)合閘任務(wù)，長(zhǎng)時(shí)間處于備用狀態(tài)，有些問題（如單個(gè)電池不良和記憶效應(yīng)等）不象蓄電池組直流電源那樣從合閘操作中發(fā)現(xiàn)，這就要求工作人員主動(dòng)定期地對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)?？紤]到要保證事故分閘的可靠性而使用了這樣的設(shè)備，然而帶來(lái)的卻是很高的運(yùn)營(yíng)成本，經(jīng)常的維護(hù)保養(yǎng)以及不長(zhǎng)的使用壽命，另外故障率也因其電池的多節(jié)串聯(lián)而增加。根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)中，關(guān)于直流系統(tǒng)控制母線電壓允許波動(dòng)范圍為85％～ 110％ Un ，額定電壓 Un =220V時(shí)，控制母線電壓允許波動(dòng)范圍為 187～242V。超級(jí)電容器采用物理技術(shù)儲(chǔ)能，對(duì)環(huán)境沒有污染，循環(huán)壽命長(zhǎng)，節(jié)約了成本，符合國(guó)家節(jié)能減排政策。為了解決這一問題，采用超級(jí)電容器內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 16 蓄電池混合儲(chǔ)能直流電源方案是最好的選擇。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 17 總結(jié) 作為新興的能量?jī)?chǔ)存器件，超級(jí)電容器能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電，具有極高的功率密度。超級(jí)電容器直流電源由于沒有蓄電池，不需要復(fù)雜的充電電路，真正實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)，大大降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。二者結(jié)合起來(lái)，無(wú)疑會(huì)大大提高儲(chǔ)能裝置的性能， 可以更加有效的改善這一缺點(diǎn)。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師 烏岳 老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助， 不厭其煩 的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。沒有你們就不會(huì)有我的今天。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬(wàn)千，一種感恩之情油然而生。 3. 蓄電池組價(jià)格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)這一點(diǎn)來(lái)說，就是讓工作人員頭疼的問題，而且大量的蓄電池長(zhǎng)時(shí)間處于備用狀態(tài)，造成了巨大的人力和物力的浪費(fèi)。 論文主要完成了一下級(jí)個(gè)部分： 1. 通過對(duì)比超級(jí)電容器與普通的蓄電池之間的差別，對(duì)超級(jí)電容器的前景進(jìn)行了分析。而超級(jí)電容器則相反，其功率密度大，充放電效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，非常適應(yīng)于大功率充放電和循環(huán)充放電的場(chǎng)合。拋開蓄電池組價(jià)格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)這一點(diǎn)來(lái)說，就是讓工作人員頭疼的問題，而且大量的蓄電池長(zhǎng)時(shí)間處于備用狀態(tài)，造成了巨大的人力和物力的浪費(fèi)。 控制母線電流小于 2A時(shí)，將保持 30s的跳合閘能力，在實(shí)際運(yùn)用中，將配備多臺(tái)電容互為熱備用，因而在極端的情況下，經(jīng)常性負(fù)荷達(dá) 4A，維持母線電壓能達(dá)數(shù)十秒，對(duì)于任何一種繼電保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間都能在數(shù)秒鐘內(nèi)完成，因?yàn)榱粲辛顺渥愕奶祥l的能量，所以說它非常可靠。 超級(jí)電容器單獨(dú)