YD超級(jí)電容器用活性炭特征及處理方法

    YD超級(jí)電容器用活性炭特征及處理方法，超級(jí)電容活性炭通常稱為超級(jí)活性炭或炭電極材料，具有超大的比表面積，孔集中，低灰，和導(dǎo)電性好等特點(diǎn)，適用制造高性能電池，雙電層電容器產(chǎn)品及重金屬回收的載體。
    超級(jí)電容活性炭比表面積研究是非常重要的，超級(jí)電容活性炭比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法，國(guó)內(nèi)外制定出來的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的，請(qǐng)參看我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間，如果測(cè)試過程沒有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過程的失敗，這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試結(jié)果與國(guó)際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果精確性。
    一種超級(jí)電容器用活性炭的處理方法，其特征是用金屬離子Al3+、Li+、Zn2+、Cu2+、Tl+、Pb2+中的任何一種在活性炭表面進(jìn)行欠電位沉積，為電化學(xué)雙層電容器提供法拉第準(zhǔn)電容�？梢詫⑺�述離子溶液的任一種加入超級(jí)電容器KoH電解液中，也可以用所述離子溶液的任一種修飾活性炭粉，使其微孔里沉積該種離子。采用本發(fā)明制得的超級(jí)容器與蓄電池或其它電池配合組成復(fù)合電池，解決現(xiàn)有電池不能滿足高功率、大容量、快充電要求的難題，廣泛用于航天、軍事、交通、電力、通信等重要部門，有重要現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的前景。
    ◆ 超級(jí)電容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺��?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。
    ◆ 超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。（見圖1）
    超級(jí)電容器為何不同于傳統(tǒng)電容器其"超級(jí)"在哪？
    ◆ 超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量，用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。
    ◆ 傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng)，有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。
    ◆ 超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結(jié)夠允許其面積達(dá)到2000m2/g，通過一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離（<10 Å）和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。
    ◆ 這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級(jí)”所在。
    超級(jí)電容器有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？
    一、 優(yōu)點(diǎn)
    ◆ 在很小的體積下達(dá)到法拉級(jí)的電容量；
    ◆ 無須特別的充電電路和控制放電電路
    ◆ 和電池相比過充、過放都不對(duì)其壽命構(gòu)成負(fù)面影響；
    ◆ 從環(huán)保的角度考慮，它是一種綠色能源；
    ◆ 超級(jí)電容器可焊接，因而不存在象電池接觸不牢固等問題；

    二、缺點(diǎn)
    ◆ 如果使用不當(dāng)會(huì)造成電解質(zhì)泄漏等現(xiàn)象；
    ◆ 和鋁電解電容器相比，它內(nèi)阻較大，因而不可以用于交流電路；
    超級(jí)電容器都有哪些應(yīng)用？
    ◆ 超級(jí)電容器的低阻抗對(duì)于當(dāng)今許多高功率應(yīng)用是必不可少的。對(duì)于快速充放電，超級(jí)電容器小的ESR意味著更大的功率輸出。
    ◆ 瞬時(shí)功率脈沖應(yīng)用，重要存儲(chǔ)、記憶系統(tǒng)的短時(shí)間功率支持。
    應(yīng)用舉例
    1、快速充電應(yīng)用，幾秒鐘充電，幾分鐘放電。例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具；
    2、在UPS系統(tǒng)中，超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出，作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充；
    3、應(yīng)用于能量充足，功率匱乏的能源，如太陽能；
    4、當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持；
    5、小電流，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放電，例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源；
    我可以多快給超級(jí)電容器放電？
    ◆超級(jí)電容器可以快速充放電，峰值電流僅受其內(nèi)阻限制，甚至短路也不是致命的。
    ◆實(shí)際上決定于電容器單體大小，對(duì)于匹配負(fù)載，小單體可放10A，大單體可放1000A。
    ◆另一放電率的限制條件是熱，反復(fù)地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高，終導(dǎo)致斷路。
    我怎么樣控制超級(jí)電容器的放電？ 
    ◆超級(jí)電容器的電阻阻礙其快速放電，超級(jí)電容器的時(shí)間常數(shù)τ在1~2s，完全給阻-容式電路放電大約需要5τ，也就是說如果短路放電大約需要5~10s。（由于電極的特殊結(jié)構(gòu)它們實(shí)際上得花上數(shù)個(gè)小時(shí)才能將殘留的電荷完全放干凈）
    超級(jí)電容器比電池更好？ 
    ◆超級(jí)電容器不同于電池，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時(shí)將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲(chǔ)結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。
    ◆超級(jí)電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。
    ◆超級(jí)電容器的荷電狀態(tài)（SOC）與電壓構(gòu)成簡(jiǎn)單的函數(shù)，而電池的荷電狀態(tài)則包括多樣復(fù)雜的換算。
    ◆超級(jí)電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量，電池與其體積相當(dāng)?shù)某��?jí)電容器相比可以存儲(chǔ)更多的能量。在一些功率決定能量存儲(chǔ)器件尺寸的應(yīng)用中，超級(jí)電容器是一種更好的途徑。
    ◆超級(jí)電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。
    ◆超級(jí)電容器可以快速充電而電池快速充電則會(huì)受到損害。
    ◆超級(jí)電容器可以反復(fù)循環(huán)數(shù)十萬次，而電池壽命僅幾百個(gè)循環(huán)。
    如何選擇我所需的超級(jí)電容器？ 
    ◆首先，功率要求、放電時(shí)間及系統(tǒng)電壓變化起決定作用。
    ◆超級(jí)電容器的輸出電壓降由兩部分組成，一部分是超級(jí)電容器釋放能量；另一部分是由于超級(jí)電容器內(nèi)阻引起。兩部分誰占主要取決于時(shí)間，在非常快的脈沖中，內(nèi)阻部分占主要的，相反在長(zhǎng)時(shí)間放電中，容性部分占主要。
    ◆以下基本參數(shù)決定您選擇電容器的大小
    1、 高工作電壓；
    2、 工作截止電壓；
    3、 平均放電電流;
    4、 放電時(shí)間多長(zhǎng)；
　　高純度和超微細(xì)的超級(jí)電容器專用活性炭具有高比表面積和發(fā)達(dá)的中孔，孔隙結(jié)構(gòu)分布合理，表觀密度適中，是別類活性炭無可代替的.
　　產(chǎn)品描述
　　SPC系列超級(jí)電容活性炭主要指標(biāo)
　　型號(hào)
　　SPC-01
　　SPC-02
　　SPC-O3
　　比表面積要Surface Area(m2/g)
　　1800-2000
　　2000-2300
　　2300-3000
　　孔容PVol(cc/g)
　　1.1-1.2
　　1.1-1.2
　　1.1-1.2
　　密度 Density(g/cc）
　　0.5-0.6
　　0.5-0.6
　　0.5-0.6
　　粒度Particle Size(μm)
　　5-10
　　5-10
　　5-10
　　灰份 Ash（%）
　　1.0
　　0.8
　　0.5
　　有機(jī)系電容量 Capacitance（F/g）
　　100
　　160
　　200
　　有機(jī)系電容量Capacitance(F/cc）
　　55
　　80
　　110
　　水系電容量 （F/g）
　　190
　　240
　　300
　　超級(jí)電容活性炭是一種新型高吸附活性炭，主要用于超級(jí)電容器（也稱雙電層電容器、電化學(xué)電容器），具有超大的比表面積，電化學(xué)性能好，容量高等特點(diǎn)。 超級(jí)電容是近幾年才批量生產(chǎn)的一種無源器件，介于電池與普通電容之間，具有電容的大電流快速充放電特性，同時(shí)也有電池的儲(chǔ)能特性，并且重復(fù)使用壽命長(zhǎng)，放電時(shí)利用移動(dòng)導(dǎo)體間的電子（而不依靠化學(xué)反應(yīng)）釋放電流，從而為設(shè)備提供電源。 超級(jí)電容器極長(zhǎng)的工作壽命和快速充放電特性，也在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、鐵路系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

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