超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容（通常指電解電容）和二次電池（可充電電池，目前主要是鉛酸蓄電池、鋰電池等）之間的新型儲能器件，兼有傳統(tǒng)電容的高功率特性和電池的高能量特性，同時，超級電容器還具有高比功率、大電流充放電能力、長壽命、溫度范圍廣尤其超低溫性能好、高可靠性、免維護、綠色環(huán)保等特點。

超級電容與蓄電池傳統(tǒng)電容的對比

超級電容的儲能是物理過程，而電池儲能是電化學反應的過程，兩者有著本質(zhì)的區(qū)別；
◆超級電容器與普通電容器，首先是容量上的差別，普通電容器容量通常在微法級，超級電容器是以法拉為單位的，1法拉=100萬微法，所以超級電容又叫做法拉電容。
◆超級電容的功率特性好，可以大電流快速充放電，功率密度是鋰離子電池的數(shù)十倍以上，（一支5F超級電容器能釋放瞬間電流18A以上，3500F可以釋放2000A以上），充放電時間短，對充電電路要求簡單，無記憶效應，但是電池的能量密度要比超級電容高，同等體積下電池儲存的能量要多；
◆超級電容充放電是物理的過程，所以壽命更長，循環(huán)充放電次數(shù)達到50萬到100萬次，電池充放電次數(shù)有限，鉛酸蓄電池循環(huán)充放電是500次，鋰電池是500--1000次，不同類型的充放電次數(shù)不一樣；
◆超級電容的工作溫度范圍更寬，工作溫度范圍為-40℃～+70℃，而一般電池的零度以下基本放不出電或者能放出很少的電；? ?在一些需要大功率放電同時也需要較高能量的場合可以使超級電容和電池結合使用，充分發(fā)揮二者的優(yōu)點。

超級電容結構

? ?超級電容器通過極化電解質(zhì)來儲能，它是一種電化學元件。但在儲能的過程中并不發(fā)生化學反映，其儲能過程是可逆的。利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結構獲得超大的容量。從某種意義上講超級電容擁有傳統(tǒng)電容和蓄電池的雙重功能，填補的傳統(tǒng)技術之間的空白，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br /> ? ? ?本產(chǎn)品采用圓柱形電容器外形。內(nèi)部為卷繞式結構，正負電極片之間用隔膜隔開，并浸有電解液成分；鋁制外殼與橡膠塞進行密封，引出方式為引線式引出，引出極在產(chǎn)品同側。

? 超級電容所使用的原材料全部都是環(huán)保型產(chǎn)品。其核心原料為活性炭(環(huán)保，廣泛應用于環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè))、電解質(zhì)(中性，不含強酸強堿)、鋁箔、鋁殼(金屬態(tài)可以回收利用)、熱縮管(符合歐盟環(huán)境認證)，可以彌補傳統(tǒng)儲能器件對環(huán)境的破壞，超級電容的生產(chǎn)制造以及回收利用的過程是一個節(jié)能環(huán)保的過程。
? ? ?超級電容的儲能過程是物理過程，其充放電效率很高，可以達到98%以上，所以說超級電容是節(jié)能型產(chǎn)品。
? ? ?壽命長、免維護，這使得超級電容可以在要求壽命較長、維護難度大或成本高的產(chǎn)品上代替原有的電池方案，從而使得產(chǎn)品的性能得到良好的改善、降低用戶的使用成本。

超級電容測量方法和計算公式

依據(jù)標準 According to the standard?
QC/T 741-2014《超級電容器》?
Q/GDW 11845—2018《電能計量設備用超級電容器技術規(guī)范》
DL/T 1652-2016《電能計量設備用超級電容器技術規(guī)范》??

測量電路 Measuring circuit

測量方法 measuring method?
?恒流/恒壓源的直流電壓設定為額定電壓（UR）。??
?設定表1中規(guī)定的恒電流充放電裝置的恒定電流值。
?將開關S切換到直流電源，在恒流/恒壓源達到額定電壓后恒壓充電30min。
?在充電結束后，將開關S變換到恒流放電裝置，以恒定電流進行放電。

超級電容容量:
a）以I恒流充電的方式對超級電容器進行充電，當電壓達到其額定電壓UR后，繼續(xù)充電30min；
b）以I恒流放電的方式對超級電容器進行放電；
c）根據(jù)圖1測量放電過程中電壓從80%UR降至40%UR的時間，計算電容容量。
容量計算公式：C＝I*(t?-t?)/（U?-U?）
式中：
C：容量(F)；
I：放電電流(A)；
t1-t2：放電時間(s)；
U1：80％VR (V)；
U2：40％VR (V)。

圖2 交流內(nèi)阻測試電路
計算超級電容器的交流內(nèi)阻：R＝U/I
式中：R：交流內(nèi)阻(Ω)；? U：電壓(V)；I：電流(A)

直流內(nèi)阻
a）以I恒流充電的方式對超級電容器進行充電，當電壓達到其額定電壓UR后，繼續(xù)充電30min；
b）以I恒流放電的方式對超級電容器進行放電；
c）根據(jù)圖3測量10ms內(nèi)電壓的瞬時變化值，計算直流內(nèi)阻。

圖3 直流內(nèi)阻電壓特性

計算公式：R＝△ U?/I
式中：
R：直流內(nèi)阻(Ω)；
ΔV3：電壓變化量(V)；
I：放電電流(A)。

自放電測試
將超級電容器完全放電2h，然后對其充電30min，使超級電容器的電壓達到額定電壓的95%后，繼續(xù)充電8h，之后斷開電源，測量24h/168h后的額定電壓。

圖4 自放電試驗

注釋：
1.最大電流不可重復，持續(xù)時間不可超過5s。
2.最大電流計算公式為:IM＝0.5VRC/5+C×ESR
3.功率和能量公式:
可用功率密度：Pd＝0.12V2/ESR×mass
最大功率密度：Pmax＝V2/4ESR×mass
能量密度：Emax＝1/2CV2/3600×mass
儲存能量：E＝1/2CV2/3600
主要應用領域特點

智能電網(wǎng)

隨著用電環(huán)節(jié)的加大、用電保障要求的提高，電網(wǎng)運行水平隨之需要提高，智能電網(wǎng)的進一步實施和發(fā)展，對故障的實時性響應要求提高，排除故障的及時性也需要電網(wǎng)運行人員隨時保障，因此在掉電之后備用電源的實際支持時間無需過長，在結合來電之后短時快速充電響應特性，采用超級電容作為電源的前提已完全具備。同時，由于控制設備數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的電池電源方案無法做到完全免維護（包括采用電池監(jiān)控也難以做到），同時可靠性也不夠，電網(wǎng)運行人員難以兼顧龐大數(shù)量的設備，保證設備的穩(wěn)定性可靠性顯得至關重要。
? ?采用完全免維護控制電源是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的必然！

1.正常供電：當線路有電時，電源模塊為DTU/FTU/LTU/TTU提供工作電源，超級電容器提供給開關設備的電動分合閘機構進行操作。
2.備用電源：當線路失電時，超級電容器作為能源端通過電源模塊為DTU/FTU/LTU/TTU提供后備電源，同時驅動開關進行分合閘操作。
3.使用范圍：HCCCap 超級電容電源系統(tǒng)適用于配網(wǎng)領域各環(huán)網(wǎng)柜、開閉站、變電站、柱上單元等場合的掉電保護，提供給開關柜、智能單元和通信等系統(tǒng)和設備使用。
1.針對智能終端和各類高壓開關開發(fā)的超級電容和電源模塊；
2.完全免維護，超級電容與電源模塊均無需維護；
3. 性能可靠，內(nèi)含保護電路，電源模塊組合方便；
4. 溫度特性好，低溫特性優(yōu)異，在-40℃～+70℃仍正常工作；
5.輸出電流能力強，保證分合閘的可靠性；
6. 定制方便，模塊化設計，可根據(jù)客戶需要調(diào)整；
7. 綠色能源，無污染，不含有害金屬成分；
8. 在國網(wǎng)已大量使用實際時間超過10年以上。
超級電容讓儲能電站更安全、可靠！

電化學儲能電站由變電站、PCS、控制單元和儲能單元等多個部件構成，超級電容是應用在儲能單元的重要組件，其擁有長期壽命的同時還具有安全可靠穩(wěn)定的特性，加上全周期使用成本的優(yōu)勢，使得超級電容在儲能市場將大有作為。同時，超級電容還可配合電池儲能使用起到減少電池系統(tǒng)的循環(huán)次數(shù)，并可快速大功率投切起到保護電池安全的重要作用。超級電容對提高儲能系統(tǒng)的安全性，提升儲能器件的使用壽命擁有得天獨厚的優(yōu)勢。

? ? ? 合眾匯能針對儲能電站及港口設備運行，推出新型大容量、大功率智能化超級電容儲能包，可提升至50%積能密度，電量高達0.5KWH，將為客戶節(jié)約30%以上成本。系統(tǒng)內(nèi)部進行實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，分析系統(tǒng)運行狀態(tài)，獨立的數(shù)據(jù)處理單元，在數(shù)量巨大的電容單元內(nèi)，實時采集和處理數(shù)據(jù)。獨特的堆疊技術，不僅能進行更好的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，對系統(tǒng)的安全性提供了極大的技術保障。

超級電容器，作為高功率脈沖武器裝備中最重要的功能部件，是一種新型儲能裝置，可在很短時間內(nèi)爆發(fā)出巨大的能量堪稱眾多軍用裝備的“能量核心”，廣泛應用與裝甲車輛，艦艇，航天器飛行器等需要較大脈沖放電功率的武器裝備及設備商。
? ? ? ?超級電容可應用于激光武器，束能武器，微波武器、電磁炮等先進武器系統(tǒng)。
超級電容所產(chǎn)生的的巨大的能量能保證激光武器的能量供給。在粒子束能武器、微波武器、超級電容同樣具有重要的功能作用。高功率脈沖激光武器，是未來戰(zhàn)場具有重要應用的武器系統(tǒng)。
? ? ? 超級電容可應用于激光武器，束能武器、微波武器、電磁炮等先進武器系統(tǒng)。超級電容所產(chǎn)生的的巨大能量能保證激光武器的能量供給。在粒子束能武器、微波武器、超級電容同樣具有重要的功能作用。高功率脈沖激光武器，是未來戰(zhàn)場具有重要影響的武器系統(tǒng)?！?高功率密度。輸出功率達10KW/kg，是任何一個化學所無法比擬的，是一般蓄電池的數(shù)十倍。
◆ 提供高比功率的同時。其能量可達到5-10Wh/kg。
◆ 放電循環(huán)壽命長，達到50萬-100萬次量級。
◆ 工作溫度范圍寬-40℃~+70℃；寒冷季節(jié)容量穩(wěn)定。
◆ 充電時間短，超級電容最短可在幾秒鐘內(nèi)完成充電。
◆ 高可靠性和穩(wěn)定性；超級電容器工作過程中沒有運動部件，完全免維護，因此超級電容器的可靠性非常高。
◆ 無污染，綠色環(huán)保。

? 在衛(wèi)星航天領域中超級電容衛(wèi)星分離電源具有超高的可靠性與穩(wěn)定性、采用特殊化、以及輕量化設計處理，可耐受嚴苛使用環(huán)境并且支持超大電流快速充放電。
? ? ?作為國內(nèi)首家將超級電容多次成功應用于航天衛(wèi)星領域的企業(yè)，經(jīng)過數(shù)次產(chǎn)品的成功迭代更新，超級電容星箭分離電源系統(tǒng)在航天衛(wèi)星領域已實現(xiàn)了30次以上 100%的成功分離，性能更趨成熟、穩(wěn)定，航天應用領域更為廣泛。

超級電容在風電機組變槳中的應用，其基本工作原理為：
電網(wǎng)輸入電能，供風機運作的同時，通過智能管理單元控制的充電器，給超級電容器組進行充電，充電達到額定電壓時停止充電，在緊急運行工況下，風電機組變槳控制系統(tǒng)發(fā)出指令，進行緊急變槳，這時超級電容器開始放電，變槳系統(tǒng)控制葉片順槳，以達到安全停機的目的。

◆超級電容作為風機變槳控制系統(tǒng)的后備電源，提高了變槳電源系統(tǒng)的安全性、可靠性和免維護性;
◆工作溫度范圍寬-40℃~+70℃，低溫特性好，寒冷季節(jié)容量穩(wěn)定;
◆充電速度快，遠快于蓄電池的充電時間;
◆使用壽命長，抗干擾能力強，抗沖擊震動，高可靠性、免維護;
◆具備過壓報警或過溫報警，體積小、重量輕，結構緊湊;

低溫啟動一直是各類發(fā)動機的難題，外部加熱是目前常用的手段，但是缺點也很明顯：預備啟動時間長（啟動前需加溫近1h）、 系統(tǒng)改造成本高、體積大、單次啟動成本高、有些方式危險性比較高等等，采用HCCCAP ESM模塊可廣泛應用于各類發(fā)動機的蓄電池增強啟動領域，具有同等重量蓄電池10倍的大功率輸出能力，在零下40℃低溫下仍然可以正常啟動，同時具有10年以上超長可靠的使用壽命，在特種車輛、低溫地區(qū)各類車輛、高可靠云服務器的應急發(fā)電系統(tǒng)等各種場合均具有重要的應用價值。
? ? ?大多數(shù)工程車輛、軍用車輛、反恐防爆車輛等對作業(yè)環(huán)境溫度具有特殊性，要求嚴苛，與通過化學反應產(chǎn)生和儲存能量的電池不同，超級電容器用電場儲能。超級電容器的這種靜電儲能機制使其不僅能夠在不到一秒內(nèi)完成充放電，同時能在-40℃~+70℃寬溫度范圍內(nèi)正常工作，可靠運行百萬次以上的充放電周期，而且耐振動、抗沖擊性能良好。

車輛啟動使用超級電容主要是利用超級電容的以下 2 點：
1、較寬的溫度適用范圍：-40℃~70℃，尤其是低溫性能表現(xiàn)優(yōu)異；
2、瞬間功率特性好：可以瞬間放出大電流；汽車的蓄電池在氣溫較低的時候，基本上很難瞬間放出大的電流，特別是在北方，氣溫在零下 20℃以下的時候，蓄電池基本上沒有能很好地解決汽車啟動的瞬間需要的大電流，這時超級電容正好能夠滿足該應用需求

?超級電容器在工業(yè)領域具有廣泛的應用，比如智能電表、通訊模塊、集中器、車載設備、電動玩具、應急照明、電梯、稅控收款機、電動叉車、醫(yī)療設備、安防設備、X光機等。例如，醫(yī)療 X 光機在曝光拍照的瞬間功率會很大，對于移動 X 光機，一般會有備用電池，使用電池時，如果頻繁使用 X 光機曝光的話，電池會因為瞬間大電流放電的沖擊而導致壽命，甚至因為電池無法及時相應所需的電流脈沖以至于拍照不清晰，對于市電 式 X 光機，啟動拍照時瞬間大電流對電網(wǎng)的沖擊也很大，容易導致電網(wǎng)電能質(zhì)量變 差及其它問題。使用超級電容的瞬間功率特性可以滿足X光機拍照的瞬間所需的電流，從而解決以上問題，此類應用往往需要結合實際情況而設計相應的電容方案。

? ? ?醫(yī)療用超級電容模組是合眾匯能研發(fā)的一款用于X光機、MRI等精密儀器以及其他超高功率應用的超級電容模組。擁有超低內(nèi)阻，可低至60毫歐，瞬間可放出上千安的電流，短時間可承受600安以上電流、體積小、大功率；工作溫度范圍寬，-40℃~+70℃；使用壽命長，綠色環(huán)保，無污染；
?超級電容器在工業(yè)領域具有廣泛的應用，比如智能電表、通訊模塊、集中器、車載設備、電動玩具、應急照明、電梯、稅控收款機、電動叉車、醫(yī)療設備、安防設備、X光機等。例如，醫(yī)療 X 光機在曝光拍照的瞬間功率會很大，對于移動 X 光機，一般會有備用電池，使用電池時，如果頻繁使用 X 光機曝光的話，電池會因為瞬間大電流放電的沖擊而導致壽命，甚至因為電池無法及時相應所需的電流脈沖以至于拍照不清晰，對于市電 式 X 光機，啟動拍照時瞬間大電流對電網(wǎng)的沖擊也很大，容易導致電網(wǎng)電能質(zhì)量變 差及其它問題。使用超級電容的瞬間功率特性可以滿足X光機拍照的瞬間所需的電流，從而解決以上問題，此類應用往往需要結合實際情況而設計相應的電容方案。

? ? ?醫(yī)療用超級電容模組是合眾匯能研發(fā)的一款用于X光機、MRI等精密儀器以及其他超高功率應用的超級電容模組。擁有超低內(nèi)阻，可低至60毫歐，瞬間可放出上千安的電流，短時間可承受600安以上電流、體積小、大功率；工作溫度范圍寬，-40℃~+70℃；使用壽命長，綠色環(huán)保，無污染；

超級電容注意事項

■ 不可在高于額定電壓下使用；
■ 超級電容器不可強行扭動或倒置；
■ 超級電容器溫度不宜超過額定溫度上限或下限；
■ 充電電壓不宜超過額定電壓；
■ 避免陽光直接照射 ；
■ 避免直接接觸水、鹽水、油 、酸或堿，在可能有較高濕度或溫濕度差異較大環(huán)境的應用情況下，建議焊接后在引 出極端部封膠以隔絕水汽，避免引針腐蝕；
■ 如果需在超過額定特性的振動條件下或在嚴酷電氣條件下使用，請與HCCENERGY聯(lián)系；
■ 超級電容具有固定的極性，請在裝配時注意其極性 ；
■ 工作溫度和壽命。Operatingtemperatureandproductlife 一般地，HCCCAP超級電容在低溫下漏電電流更小、備用時間更長、壽命更長。反之在較高溫度下，則漏電電流 增大、備用功率降低、壽命變短。請使HCCCAP超級電容遠離發(fā)熱元件。?
■ 串聯(lián)連接和模塊 HCCCAP超級電容的簡單物理串聯(lián)連接會造成作用在每個超級電容上的電壓失衡。其結果，有可能造成電壓超過額 定值。如果需要串聯(lián)連接請與HCCENERGY聯(lián)系，并進行適當設計以使每個超級電容工作在安全電壓范圍內(nèi)；
■ 超級電容器不可應用于高頻率充放電的電路中 ；
■ 大電流放電時，瞬態(tài)電壓降ΔV=IR會明顯增大 ；
■ 根據(jù)GB/T2429.28-2005中4.6的方法，將超級電容器的引腳浸漬于235℃±5℃的焊槽中，持續(xù)2s±0.5s，應滿足本標準4.6.2的要求；

關于廢棄

? 不要隨意丟棄，遵循法令或地方公共團體等指定的條例，將廢棄品交給工業(yè)廢棄物處理商。?
? ? ? 其它超級電容器方面的問題，請向生產(chǎn)廠家咨詢或參照超級電容器使用說明的相關技術資料執(zhí)行。?



合眾匯能企業(yè)介紹


合眾匯能作為長期從事超級電容研發(fā)與銷售為一體的超級電容器企業(yè)，具有完善的研發(fā)體系和規(guī)?；a(chǎn)的實力。公司成立以來先后獲得，國家高新技術企業(yè)，中關村高新技術企業(yè)，技術團隊合作發(fā)展的多篇因子文章，已獲得與在申請的專利超過四十項，已通過ISO9001質(zhì)量體系認證。