【正文】 種新型的儲能系統(tǒng)，在直流電源中的應(yīng)用將會更加廣泛，因此，論文以直流電源中存在的問題為引，介紹了超級電容器在直流電源中的應(yīng)用。超級電容器是建立在德國物理學(xué)家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上的一種全新的電容器。雙電層電容器與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大，因此，可在無負(fù)載電阻情況下直接充電，如果出現(xiàn)過電壓充電的情況，雙電層電容器將會開路而不致?lián)p壞。當(dāng)外加電壓加到超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲正電荷，負(fù)極板存儲負(fù)電荷，在超級電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的?！　?，而蓄電池再如此短的時間內(nèi)充滿電將是極危險的或幾乎不可能。　　，如采取均壓后，還可以串聯(lián)使用 超級電容器的發(fā)展前景 從結(jié)構(gòu)上看，超級電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成，其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對超級電容器的性能起著決定性的影響，采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。從技術(shù)上說，它并不是電池，而是一種超級電容器，它在 5 分鐘內(nèi)充的電能可以讓一個 電動車走 500 英里，電費(fèi)只有 9 美元。但是，一般的超級電容器也有其弱點(diǎn)，就是能量存儲率有限，市場上的高端超級電容器每 千克的存儲能量只有鋰電池的 1/25。而且，由于它不是化學(xué)電池，而是一種固體狀態(tài)的能量儲存系統(tǒng)，不會出現(xiàn)鋰電池那種過熱甚至爆炸的危險，沒有安全隱患。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文6第二章 超級電容器的應(yīng)用領(lǐng)域 超級電容器具有更高的功率密度和循環(huán)壽命，特別適合應(yīng)用于需要高功率輸出的環(huán)境。與普通的電容器相比，超級電容器具有較小的尺寸，因此，它擁有不同尋常的儲存大量電能的能力。但是提高現(xiàn)有電極材料的比電容，研制在水相電解液中具有高能跫密度的超級電容器依然是研究者面臨的挑戰(zhàn)。其電量通常在微安或毫安級。例如，白天太陽能提供電源并對超級電容器充電，晚上則由超級電容器提供電源。放電之后，超級電容器再由低功率的電源充電。與之相比，超級電容器功率大，充電速度快，輸出功率大，剎車再生能量回收效率高。在電動車輛行駛時，起步快，加速快，爬坡能力強(qiáng)。超級電容器還應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、燃料電池等分布式發(fā)電系統(tǒng)，可以對系統(tǒng)起到瞬間功率補(bǔ)償?shù)淖饔?，并可以在發(fā)電中斷時作為備用電源，以提高供電的穩(wěn)定性和可靠性。軍用裝備對儲能單元的要求是可靠、輕便、隱蔽性強(qiáng)。而金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物主要靠氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的贗電容：在這里，我們主要介紹炭基材料及金屬氧化物材料。理論上，多孔炭材料的比表面積越大，比電容越高。在這些因素中，最重要的就是要達(dá)到比表面積積和直徑分布的一個平衡點(diǎn)。因此，孔道的可用性和可濕性，以及適合電解液陰、陽離子傳輸?shù)目壮叽鐚Λ@得良好的電容行為至關(guān)重要l引。事實(shí)上，由于依附于電解質(zhì)離子的篩孔效應(yīng)，狹窄的微孔可能對總雙電層電容沒有任何貢獻(xiàn)。與有機(jī)電解液相比較，水性電解液具有更小的電解液離子和較高的介電常數(shù)，所以在水性電解液中所獲得電容值較高。Shi的等人在乙腈(C2H5)4N+BF4電解液中研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正極材料的孔徑小于負(fù)極材料的孔徑時電容值高而且電阻低。在水性電解液和有機(jī)電解液中，達(dá)到孔道最仲填允度的孔徑分別為0．7 nm和O．8 nm。電容值除了與孔徑分布有聯(lián)系之外，炭電極材料的電化學(xué)電導(dǎo)率是電容行為的另一個限制因素，尤其對功率密度。因此，在電極材料中添加導(dǎo)電物質(zhì)對其電化學(xué)行為具有至關(guān)重要的意義。此外介孔材料制得的雙電層電容材料的電荷儲量高于金屬氧化物粒子組裝后的電容量，更遠(yuǎn)高于市售的金屬氧化物雙電層電容器。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文11多孔碳材料尤其是活性炭材料由于具有比表面積大、價格低廉、化學(xué)和物理穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性高、電極制備簡單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的用作超級電容器的電極材料。在這些模板法炭材料中，微孔和介孔被完美的連接在一起．介孔在單體硅的孔壁上形成．而炭壁上則形成微孔。因此，在這種情況下的極限孔徑大于離子最終積累的孔徑。第四章超級電容器在直流電源中的應(yīng)用 直流電源的介紹直流電源中的操作直流電源是保證發(fā)電廠和變電所正常、安全運(yùn)行的電源設(shè)備亦可以用于石化、冶金、礦山、建筑及電氣化鐵路等需要220V（110V）直流電源的場合。 直流電源的分類1. 鎘鎳蓄電池直流電源 直流母線輸出 220V電壓時，一般由180只蓄電池組成。一般廠家承諾電池壽命大于l0年，但在實(shí)際運(yùn)用中往往只有3～5年。鎘鎳電池有較硬的放電特性，放電量達(dá)到80％時，電壓下降也不明顯，因此稍有疏忽就會造成電池過放電，導(dǎo)致極性反轉(zhuǎn)而報廢?！懊饩S護(hù)”這一名詞給使用者帶來認(rèn)識上的錯誤，導(dǎo)致使用者放松對蓄電的日常維護(hù)和管理。這些直流電源設(shè)備，主要是電容儲能式硅整流分合閘裝置和由蓄電池組構(gòu)成的直流電源。由于電容儲能式硅整流分、合閘裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)量小的特點(diǎn)， 因此在當(dāng)時的這些末端站得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些裝置在實(shí)際使用中暴露出一個致命的缺陷：事故分閘的可靠性差，其原因是使用的儲能電解電容器組的容量有限(只有幾千個微法)，漏電流較大。由于工作量大，實(shí)際中這些工作在現(xiàn)場很難做到百分之百落實(shí)，甚至有些工作人員編造工作記錄蒙混過關(guān)，因此蓄電池組的內(nèi)部狀態(tài)是否正常已很難保證，如不及時發(fā)現(xiàn)蓄電池組中有問題的蓄電池并進(jìn)行更換，一旦供電線路出現(xiàn)事故需迅速分閘時，就有可能提供不了足夠的能量，有可能造成更大的事故。這些問題希望有較好的辦法來解決，超級電容器的出現(xiàn)及其具備的優(yōu)良性能為解決這一問題帶來了希望。電容維持控制母線電壓實(shí)驗(yàn)采用耐壓280V，器。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文16 超級電容器蓄電池混合儲能直流電源現(xiàn)在運(yùn)行中的少油斷路器中，大都配備的是CD－X型電磁操動機(jī)構(gòu)，其合閘沖擊電流高達(dá)120A以上，是變電站經(jīng)常性直流負(fù)荷電流的10倍以上，在分合閘操作時就迫使蓄電池組大電流放電，這不僅需要配備大容量的功率型蓄電池組才能滿足要求，并且對蓄電池本身造成了極大損害。蓄電池與超級電容器在技術(shù)性能上具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，蓄電池的能量密度大，但功率密度小，充放電效率低，循環(huán)壽命短，大功率充放電和頻繁充放電的適應(yīng)性不強(qiáng)。與蓄電池相比，在功率密度、充電時間、使用壽命以及環(huán)境溫度等方面具有很大的優(yōu)勢，但在能量密度方面處于劣勢。超級電容器采用物理技術(shù)儲能，對環(huán)境沒有污染，循環(huán)壽命長，節(jié)約了成本，符合國家節(jié)能減排政策。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文18致謝行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文19參考文獻(xiàn)[1] . [2] 范偉. 超級電容器直流電源的研制及應(yīng)用. 華北電力大學(xué)（河北）.2022 1228[3] 胡安等. 超級電容器在直流電力系統(tǒng)中應(yīng)用研究. ，1215[4] 張慧妍，超級電容器直流儲能系統(tǒng)控制技術(shù)的研究. 中國科學(xué)院研究生院.2022523[5] 劉志祥等. 千法級超級電容器的制備. 電源技術(shù)，20225[6] 王海杰. [7] 李志強(qiáng). [8]戴艷陽. [9]王曉峰. 20221[10] . 中國科學(xué)院研究生院（電工研究所）.2022[11]. 華北電力大學(xué)（河北）.2022內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文20[12