1、匯報人：趙苗苗一、研究背景一、研究背景二、超級電容器概況二、超級電容器概況三、超級電容器電解液分類三、超級電容器電解液分類報告內容報告內容一、研究背景一、研究背景內燃機內燃機化石燃料短缺、化石燃料短缺、污染環境污染環境燃料電池、燃料電池、化學電池化學電池使用壽命短、使用壽命短、低溫性能差低溫性能差超級電容器超級電容器循環壽命長、循環壽命長、功率密度高功率密度高 超級電容器主要由電極材料、隔膜和電解液組成。超級電容器主要由電極材料、隔膜和電解液組成。許多科研工許多科研工作者都致力于電極材料的研究作者都致力于電極材料的研究 。其結構主要分為卷繞式和疊片式。其結構主要分為卷繞式和疊片式。二、超級電容

2、器概況二、超級電容器概況5超級電容器的分類超級電容器的分類 工作原理工作原理雙電層電容器雙電層電容器法拉第準電容器（贋電容）法拉第準電容器（贋電容） 混合電容器混合電容器2.1 超級電容器的分類及工作原理超級電容器的分類及工作原理雙電層電容器雙電層電容器是基于電極是基于電極/電解液界面電荷分離所產生的雙電層電容。電解液界面電荷分離所產生的雙電層電容。電極材料以活性炭為主。電極材料以活性炭為主。超級電容器工作原理超級電容器工作原理法拉第電容器法拉第電容器混合電容器混合電容器在電極表面或體相中的二維或準二維空間上在電極表面或體相中的二維或準二維空間上, 電活性物質進行電活性物質進行高度可逆的化學吸

3、附、脫附或氧化還原反應高度可逆的化學吸附、脫附或氧化還原反應。電極材料以金。電極材料以金屬氧化物或導電聚合物為主。屬氧化物或導電聚合物為主。一個電極采用活性炭電極，另一電極采用贋電容電極材料或一個電極采用活性炭電極，另一電極采用贋電容電極材料或電池材料。既存在雙電層電容，也存在法拉第電容。電池材料。既存在雙電層電容，也存在法拉第電容。超級電容器工作原理超級電容器工作原理傳統電容器傳統電容器超級電容器超級電容器蓄電池蓄電池額定充電時間10-610-3 s1-30 s1-5 h額定放電時間10-610-3 s1-30 s0.3-3 h能量密度/0.11-1020-180功率密度/100001000

4、-200050-300充放電效率0.90.9-0.950.7-0.85循環壽命幾乎無限100000500-20001KgWh-1gKW 表表1.1 超級電容器、傳統電容器和蓄電池的特性比較超級電容器、傳統電容器和蓄電池的特性比較2.2 超級電容器的特點超級電容器的特點2.2 超級電容器的特點超級電容器的特點功率密度高功率密度高超級電容器超級電容器特點特點充放電效率高充放電效率高工作溫度范圍寬工作溫度范圍寬綠色環保綠色環保循環壽命循環壽命長長2.3 超級電容器的應用超級電容器的應用超級電容器的超級電容器的應用應用軍事領域軍事領域航天航空航天航空電動汽車電動汽車太陽能、風能發電太陽能、風能發電電子

5、產品電子產品智能儀表智能儀表三、超級電容器電解液分類三、超級電容器電解液分類酸性電解液：酸性電解液：堿性電解液：堿性電解液：中性電解液：中性電解液：H2SO4水溶液體系KOH水溶液體系KCl水溶液體系優點優點：電導率高，內阻低。缺點缺點：分解電壓較低，電化學窗口窄；低溫性能差。水系電解液水系電解液超級電容器超級電容器用用電解液一般分為水系電解液、離子液體電電解液一般分為水系電解液、離子液體電解液、固體及凝膠電解液解液、固體及凝膠電解液以及以及有機電解液有機電解液 。離子液體電解液離子液體電解液一類由于陰、陽離子極不對稱和空間阻礙一類由于陰、陽離子極不對稱和空間阻礙,導致離導致離子靜電勢較低子靜

6、電勢較低,完全由離子組成的液態物質完全由離子組成的液態物質。三、超級電容器電解液分類三、超級電容器電解液分類優點優點：幾乎無蒸汽壓、不爆炸、不揮發；離子導電率高；電化學窗口寬。缺點缺點：黏度過高；成本較大。固體、凝膠電解液固體、凝膠電解液固體電解質或凝膠聚合物電解質由聚合物、電解質固體電解質或凝膠聚合物電解質由聚合物、電解質鹽、低分子有機溶劑組成。鹽、低分子有機溶劑組成。優點優點：無電解液泄漏，比能量高，工作電壓較高。缺點缺點：電解質鹽在聚合物中溶解度相對較低，電導率較低，電極/電解質之間接觸情況很差。有機電解液有機電解液 超級電容器有機電解液體系主要由強離解能力的超級電容器有機電解液體系主要

7、由強離解能力的有機溶劑有機溶劑、產生高電導率、產生高電導率的的電解質電解質及少量改善電容器性能的及少量改善電容器性能的添加劑添加劑組成。組成。有機溶劑有機溶劑：電解質：電解質：添加劑：添加劑：碳酸丙烯酯（PC）、乙腈（AN）等優點：優點：缺點：缺點：四氟硼酸四乙基銨、雙草酸硼酸鋰等導電添加劑、阻燃劑、過充保護劑等工作電壓較高、工作溫度范圍寬工作電壓較高、工作溫度范圍寬電導率較低，溶劑易揮發電導率較低，溶劑易揮發有機電解液重要性能指標有機電解液重要性能指標(1) 分解電壓寬分解電壓寬：U 2.7V(2)(2)電電導導率高率高： 13.8mS/cm13.8mS/cm(3)(3)使用的溫度范圍寬使用的溫度范圍寬:-40:-407070（4 4）安全無毒）安全無毒, ,對環境無污染對環境無污染發展趨勢發展趨勢高電導率高電導率高工作電壓高工作電壓工作溫度范圍寬工作溫度范圍寬化學穩定性好化學穩定性好有機電解液發展方向有機電解液發展方向安全無毒安全無毒人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自