碳基超級(jí)電容器單體性能相關(guān)理論與應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的新型儲(chǔ)能元件，其電容量大、功率密度高、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)、充電時(shí)間短、可靠性高，使其在各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，隨著電力電子和儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，超級(jí)電容器的應(yīng)用也得到了更多的技術(shù)支持。但是在實(shí)用化過程中，仍有很多關(guān)鍵技術(shù)問題尚待解決。
　　本論文在目前的超級(jí)電容器生產(chǎn)水平和現(xiàn)代變換控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，以雙電層超級(jí)電容器為研究對(duì)象，以MATLAB仿真平臺(tái)和電力電子新技術(shù)為研究手段，針對(duì)其單體

2、性能，結(jié)合儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)行了如下研究:
　　第一，從超級(jí)電容器單體能量密度和功率密度的關(guān)鍵性能出發(fā)，分析超級(jí)電容器的單體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，基于制備雙電層電容器的電極及電解質(zhì)材料的特性，從理論上探討其所能制備的能量密度與功率密度的極限值，并分析了在實(shí)際應(yīng)用的過程中，雙電層超級(jí)電容器能量密度與功率密度的影響因素，并繪制各個(gè)特性曲線圖，對(duì)超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有指導(dǎo)作用。
　　第二，選取目前超級(jí)電容器充放電方法中應(yīng)用最廣泛的恒流充放電法

3、進(jìn)行超級(jí)電容器單體恒電流充放電性能的實(shí)驗(yàn)研究。為了滿足超級(jí)電容器工作特性的實(shí)驗(yàn)研究要求，設(shè)計(jì)并制作了基于DSP控制的恒流測(cè)試系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對(duì)實(shí)際雙電層超級(jí)電容器單體進(jìn)行了充放電實(shí)驗(yàn)，分析測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果，描繪不同電流水平下電容的電容量、內(nèi)阻及效率的變化曲線，討論其以上參數(shù)與充放電電流之間的關(guān)系，研究超級(jí)電容器在恒流充放電條件下的工作特性，并分析了產(chǎn)生該特性的原因，為超級(jí)電容器在各種系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用中選擇最有效的產(chǎn)品，配置系統(tǒng)的最優(yōu)方案提供

4、了依據(jù)。
　　第三，在比較已有電參數(shù)模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)雙電層超級(jí)電容器的多孔電極材料的特殊物理特征，通過對(duì)電極孔徑和形狀的分析和近似，提出一種新的雙電層超級(jí)電容器的電參數(shù)模型，并將EIS電化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法引入對(duì)超級(jí)電容器的建模研究中，選用不同參數(shù)的超級(jí)電容器單體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，MATLAB/CFTOOL軟件擬合結(jié)果驗(yàn)證了文中所提出的新模型的有效性和精準(zhǔn)性。滿足某些高動(dòng)態(tài)精度要求的超級(jí)電容器應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)仿真和能量管理需求。
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