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    电容器项目资金申请报告(节选)

    发布时间:2018-11-28 09:08:47

    第一节 电容器简述一、电容器的划分电容器通常简称其为电容,用字母C表示。定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子

    第一节 电容器简述
    一、电容器的划分
    电容器通常简称其为电容,用字母C表示。定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
    1.按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
    2.按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
    3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
    4.按制造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等。
    5.高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
    6.低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
    7、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
    8.调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
    9.低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
    10.小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
    二、电容器的主要特性参数
    电容器主要特性参数
    1.标称电容量和允许偏差
    标称电容量是标志在电容器上的电容量。
    电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
    精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
    一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。
    2.额定电压
    在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。常见的电容额定电压与耐压测试仪测量值的关系( 600V的耐压测试仪测量电压为760V以上;
    550V的耐压测试仪测量电压为715V以上;
    500V的耐压测试仪测量电压为650V以上;
    450V的耐压测试仪测量电压为585V以上;
    400V的耐压测试仪测量电压为520V以上;
    250V的耐压测试仪测量电压为325V以上;
    200V的耐压测试仪测量电压为260V以上;
    160V的耐压测试仪测量电压为208V以上;
    100V的耐压测试仪测量电压为125V—132V以上;
    80V的耐压测试仪测量电压为100V以上;
    63V的耐压测试仪测量电压为79V以上;
    50V的耐压测试仪测量电压为62.5V以上;
    35V的耐压测试仪测量电压为50V以上
    25V的耐压测试仪测量电压为35V以上
    16V的耐压测试仪测量电压为19V以上
    10V的耐压测试仪测量电压为13V以上
    6.3的耐压测试仪测量电压为7.5V以上
    以上为85℃产品;以下为105℃产品 :
    600V的耐压测试仪测量电压为780V以上;
    550V的耐压测试仪测量电压为745V以上;
    500V的耐压测试仪测量电压为660V以上;
    450V的耐压测试仪测量电压为595V以上;
    400V的耐压测试仪测量电压为540V以上;
    250V的耐压测试仪测量电压为343V以上;
    200V的耐压测试仪测量电压为270V以上;
    160V的耐压测试仪测量电压为222V以上;
    100V的耐压测试仪测量电压为132V以上;
    80V的耐压测试仪测量电压为102V以上;
    63V的耐压测试仪测量电压为84V以上;
    50V的耐压测试仪测量电压为66.5V以上;
    35V的耐压测试仪测量电压为52.5V以上
    25V的耐压测试仪测量电压为38V以上
    16V的耐压测试仪测量电压为21.6V以上
    10V的耐压测试仪测量电压为13.5V以上
    6.3的耐压测试仪测量电压为8.2V以上)
    3.绝缘电阻
    直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻.
    当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越大越好。
    电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
    4.损耗
    电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
    在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
    5.频率特性
    随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
    大电容工作在低频电路中的阻抗较小,小电容而比较适合工作在高频环境下。
    三、电容器的型号命名
    国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
    第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。
    第二部分:材料,用字母表示。
    第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。
    第四部分:序号,用数字表示。
    用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介。
    四、电容器的容量标示
    1.直标法
    用数字和单位符号直接标出。如1uF表示1微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
    2.文字符号法
    用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.
    3.色标法
    用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。
    电容器偏差标志符号:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z
    4.数学计数法:如上图瓷介电容,标值272,容量就是:27X100pf=2700pf.如果标值473,即为47X1000pf=后面的2、3,都表示10的多少次方)。
    第二节 超级电容器产业基础
    一、超级电容器特性
    1. 额定容量:
    单位:法拉(F),测试条件:规定的恒定电流(如1000F以上的超级电容器规定的充电电流为100A,200F以下的为3A)充电到额定电压后保持2~3分钟,在规定的恒定电流放电条件下放电到端电压为零所需的时间与电流的乘积再除以额定电压值,即:
    由于等效串联电阻(ESR)比普通电容器大,因而充放电时ESR产生的电压降不可忽略,如2.7V/5 000F超级电容器的ESR为:0.4mΩ,在100A电流放电时的ESR电压降为40mV占额定电压的1.5%,在950A电流放电时的ESR电压降为380mV占额定电压的14%,表明在额定电流下放电容量将为额定容量减小88.5%。
    2. 额定电压:
    可以使用的最高安全端电压(如2.3V、2.5V、2.7V以及不久将来的3V),除此之外还有承受浪涌电压电压(可以短时承受的端电压,通常为额定电压的105%),实际上超级电容器的击穿电压远高于额定电压(约为额定电压的1.5~3倍左右,与普通电容器的额定电压/击穿电压比值差不多。
    3. 额定电流:
    5秒内放电到额定电压一半的电流,除此之外还有最大电流(脉冲峰值电流)
    4. 最大存储能量:
    在额定电压是放电到零所释放的能量,以焦耳(J)或瓦时(Wh)为单位
    5. 能量密度:
    最大存储能量除以超级电容器的重量或体积(Wh/kg或Wh/l)
    6. 功率密度:
    在匹配的负载下,超级电容器产生电/热效应各半时的放电功率,用kW/kg或kW/l表示。
    7. 等效串联电阻:
    测试条件:规定的恒定电流(如1 000F以上的超级电容器规定的充电电流为100A,200F以下的为3A)和规定的频率(DC和大容量的100Hz或小容量的KHz)下的等效串联电阻。通常交流ESR比直流ESR小,随温度上升而减小。
    超级电容器等效串联电阻较大的原因是:为充分增加电极面积,电极为多孔化活性炭,由于多孔化活性炭电阻率明显大于金属,从而使超级电容器的ESR较其它电容器的大。 
    8. 阻抗频率特性:
    超级电容器的阻抗频率特性,相对较大的是ESR造成平坦底部的原因,超级电容器的频率特性是电容器中频率特性最差的。其原因是:一般电容器的电荷是导体中的以电子导电方式建立或泄放,而超级电容器的电荷的建立或泄放是以介质中的离子或介质电离极化实现,响应速度相对慢;大容量电容器在制造时均采用卷绕工艺,寄生电感相对无感电容器大。
    9. 工作与存储温度:
    通常为-40℃??+60℃或70℃,存储温度还可以高一些。
    10. 漏电流:
    一般为10μA/F
    11. 寿命:
    在25℃环境温度下的寿命通常在90 000小时,在60℃的环境温度下为4 000小时,与铝电解电容器的温度寿命关系相似。寿命随环境温度缩短的原因是电解液的蒸发损失随温度上升。寿命终了的标准为:电容量低于额定容量20%,ESR增大到额定值的1.5倍。
    12. 循环寿命:
    20秒充电到额定电压,恒压充电10秒,10秒放电到额定电压的一半,间歇时间:10秒为一个循环。一般可达500000次。寿命终了的标准为:电容量低于额定容量20%,ESR增大到额定值的1.5倍。
    13. 发热:
    超级电容器通过纹波电流(充、放电)时,回发热,其发热量将随着纹波电流的增加而。超级电容器发热的原因是纹波电流流过超级电容器的等效串联电阻(ESR)产生的功率(能量)损耗转变为热能。由于超级电容器的(ESR)较大,因此在同样纹波电流条件下发热量比一般电容器大。使用时应注意。
    注意事项
    超级电容器在串联应用时特别是较大电容量是应采用均压技术以保证每一个超级电容器单体端电压再额定电压内,目前国内已有各种规格的超级电容器均压电路商品。
    二、超级电容器工作原理
    由于储能机理的不同,人们将超级电容器分为:(1)基于高比表面积电极材料与溶液问界面双电层原理的双电层电容器;(2)基于电化学欠电位沉积或氧化还原法拉第过程的赝电容器。赝电容与双电层电容的形成机理不同,但并不相互排斥。大比表面积准电容电极的充放电过程会形成双电层电容,双电层电容电极(如多孔炭)的充放电过程往往伴随有赝电容氧化还原过程发生,实际的电化学电容通常是两者共存的宏观体现,要确认的只是何者占主要的问题。实践过程中,人们为了达到提高电容器的性能,降低成本的目的,经常将赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合使用,制成所谓的混合电化学电容器。混合电化学电容器可分为两类,一类是电容器的一个电极采用赝电容电极材料,另一个电极采用双电层电容电极材料,制成不对称电容器,这样可以拓宽电容器的使用电压范围,提高能量密度;另一类是赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合组成复合电极,制备对称电容器。
    (1)双电层电容器
    一对浸在电解质溶液中的固体电极在外加电场的作用下,在电极表面与电解质接触的界面电荷会重新分布、排列。作为补偿,带正电的正电极吸引电解液中的负离子,负极吸引电解液中的正离子,从而在电极表面形成紧密的双电层,由此产尘的电容称为双电层电容。双电层是由相距为原子尺寸的微小距离的两个相反电荷层构成,这两个相对的电荷层就像平板电容器的两个平板一样。Helmholtz首次提出此模型。如图所示。
    能量是以电荷的形式存储在电极材料的界面。充电时,电子通过外加电源从正极流向负极,同时,正负离子从溶液体相中分离并分别移动到电极表面,形成双电层;充电结束后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。在放电时,电子通过负载从负极流到正极,在外电路中产生电流,正负离子从电极表面被释放进入溶液体相呈电中性。
    图表 1  双层电容器工作原理

     
    对于一个对称的电容器(相同的电极材料),电容值为:
                                        
    C1和C2分别为两个电极的电容值。单电极的电容计算公式:
                                          
    其中:ε为双电层中的介电常数,A为电极的表面积,t是双电层的厚度。
    双电层的能量及功率密度可通过下式分别计算得到(R为等效电阻):
                                      
    根据以上两个公式可知:电容器工作电压的增大可以显著地提高功率密度和能量密度。
    (2)法拉第赝电容器
    法拉第赝电容器也叫法拉第准电容,是在电极表面活体相中的二维或三维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。这种电极系统的电压随电荷转移的量呈线性变化,表现出电容特征,故称为“准电容”,是作为双电层型电容器的一种补充形式。法拉第准电容的充放电机理为:电解液中的离子( 一般为H+或OH-)在外加电场的作用下向溶液中扩散到电极/溶液界面,而后通过界面的电化学反应进入到电极表面活性氧化物的体相中;若电极材料是具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路释放出来。
    在电极的比表面积相同的情况下,由于法拉第赝电容器的电容在电极中是由无数微等效电容电路的网络形式形成的,其电容量直接与电极中的法拉第电量有关,所以法拉第赝电容器的比电容是双电层电容器的10—100倍,目前对法拉第赝电容的研究工作成为一个重点开展的方向。略……
    节 2011-2012年中国宏观经济环境分析
    一、中国GDP分析
    初步核算,全年国内生产总值471564亿元,比上年增长9.2%。其中,第一产业增加值47712亿元,增长4.5%;第二产业增加值220592亿元,增长10.6%;第三产业增加值203260亿元,增长8.9%。第一产业增加值占国内生产总值的比重为10.1%,第二产业增加值比重为46.8%,第三产业增加值比重为43.1%。
    图表 16  2006-2011年国内生产总值及其增长速度

    2012年前三季度国民经济运行逐步趋稳。前三季度,面对复杂严峻的国内外经济形势,党中央、国务院坚持稳中求进的工作总基调,正确处理保持经济平稳较快发展、调整经济结构和管理通胀预期三者的关系,把稳增长放在更加重要的位置,实施积极的财政政策和稳健的货币政策,加大政策预调微调力度,国民经济运行总体平稳,呈现出经济运行企稳、结构调整加快、民生继续改善的积极变化。
    初步测算,前三季度国内生产总值353480亿元,按可比价格计算,同比增长7.7%。其中,一季度增长8.1%,二季度增长7.6%,三季度增长7.4%。分产业看,第一产业增加值33088亿元,同比增长4.2%;第二产业增加值165429亿元,增长8.1%;第三产业增加值154963亿元,增长7.9%。从环比看,三季度国内生产总值增长2.2%。
    二、中国工业发展形势
    2011年,全国规模以上工业企业实现利润54544亿元,比上年增长25.4%。12月当月实现利润7907亿元,同比增长31.5%,其中,国有及国有控股企业当月实现利润1446亿元,同比增长31.4%。
    2011年,在规模以上工业企业中,国有及国有控股企业实现利润14989亿元,比上年增长15%;集体企业实现利润882亿元,比上年增长34%;股份制企业实现利润31651亿元,比上年增长31.2%;外商及港澳台商投资企业实现利润14038亿元,比上年增长10.6%;私营企业实现利润16620亿元,比上年增长46%。
    在39个工业大类行业中,37个行业利润比上年增长,2个行业比上年下降。主要行业利润增长情况:石油和天然气开采业利润比上年增长44.8%,黑色金属矿采选业增长53%,化学原料及化学制品制造业增长32.1%,化学纤维制造业增长1.5%,黑色金属冶炼及压延加工业增长15.4%,有色金属冶炼及压延加工业增长51.3%,交通运输设备制造业增长17.3%,通信设备、计算机及其他电子设备制造业增长8.7%,石油加工、炼焦及核燃料加工业下降92.8%,电力、热力的生产和供应业下降11%。
    规模以上工业企业实现主营业务收入843315亿元,比上年增长27.2%。每百元主营业务收入中的成本为84.71元,主营业务收入利润率为6.47%。
    在规模以上工业企业中,国有及国有控股企业实现主营业务收入228310亿元,比上年增长20.4%,每百元主营业务收入中的成本为82.67元,主营业务收入利润率为6.57%;集体企业实现主营业务收入12650亿元,比上年增长25.7%,每百元主营业务收入中的成本为85.06元,主营业务收入利润率为6.97%;股份制企业实现主营业务收入478892亿元,比上年增长30.8%,每百元主营业务收入中的成本为84.4元,主营业务收入利润率为6.61%;外商及港澳台商投资企业实现主营业务收入218605亿元,比上年增长19.4%,每百元主营业务收入中的成本为85.55元,主营业务收入利润率为6.42%;私营企业实现主营业务收入258321亿元,比上年增长37%,每百元主营业务收入中的成本为85.58元,主营业务收入利润率为6.43%。
    12月末,规模以上工业企业应收账款69874亿元,同比增长19.6%。产成品资金27818亿元,同比增长20.8%。
    注:12月份当月利润增速较高主要受年底利润汇缴、投资收益、11月后石油特别收益金征收方式调整等因素影响。
    图表 17  2011年分月主营业务收入与利润总额增长速度
     
     
    图表 18  2011年分月每百元主营业务收入中的成本与主营业务收入利润率
     
     
    工业生产平稳较快增长,企业利润继续增加。
    2011年全年全国规模以上工业增加值按可比价格计算比上年增长13.9%。分登记注册类型看,国有及国有控股企业增加值比上年增长9.9%,集体企业增长9.3%,股份制企业增长15.8%,外商及港澳台商投资企业增长10.4%。分轻重工业看,重工业增加值比上年增长14.3%,轻工业增长13.0%。分行业看,39个大类行业增加值全部实现比上年增长。分地区看,东部地区增加值比上年增长11.7%,中部地区增长18.2%,西部地区增长16.8%。分产品看,全年468种产品中有417种产品比上年增长。其中,发电量增长12.0%,钢材增长12.3%,水泥增长16.1%,十种有色金属增长10.6%,乙烯增长7.4%,汽车增长3.0%,其中轿车增长5.9%。全年规模以上工业企业产销率达到 98.0%,比上年下降0.1个百分点。规模以上工业企业实现出口交货值101946亿元,比上年增长16.6%。12月份,规模以上工业增加值同比增长12.8%,环比增长1.1%。
    1-11月份,全国规模以上工业企业实现利润46638亿元,同比增长24.4%。在39个大类行业中,36个行业利润同比增长,3个行业利润同比下降。1-11月份,规模以上工业企业主营业务成本占主营业务收入的比重为84.98%,比前三季度微降0.09个百分点。11月份,规模以上工业企业主营业务收入利润率为7%。
    2012年前三季度,全国规模以上工业增加值按可比价格计算同比增长10.0%,增速比上半年回落0.5个百分点。分经济类型看,国有及国有控股企业增加值同比增长6.3%,集体企业增长7.6%,股份制企业增长11.8%,外商及港澳台商投资企业增长6.0%。分轻重工业看,重工业增加值同比增长9.7%,轻工业增长10.4%。分行业看,41个大类行业中有40个行业增加值同比增长。分地区看,东部地区增加值同比增长8.6%,中部地区增长11.6%,西部地区增长12.8%。分产品看,前三季度471种产品中有343种产品产量同比增长。其中,发电量增长3.6%,钢材增长5.7%,水泥增长6.7%,十种有色金属增长7.1%,乙烯下降2.9%,汽车增长7.3%,其中轿车增长8.4%。前三季度,全国规模以上工业企业产销率达到97.8%,同比下降0.5个百分点。规模以上工业企业实现出口交货值77748亿元,同比增长5.8%。9月份,规模以上工业增加值同比增长9.2%,环比增长0.79%。 
    1-8月份,全国规模以上工业企业实现利润30597亿元,同比下降3.1%。在41个工业大类行业中,24个行业利润同比增长,16个行业同比下降,1个行业由同期盈利转为亏损。1-8月份,规模以上工业企业每百元主营业务收入中的成本为85.47元,比上半年增加0.22元;规模以上工业企业主营业务收入利润率为5.31%。
    三、消费价格指数分析
    2011年全年居民消费价格比上年上涨5.4%。其中,城市上涨5.3%,农村上涨5.8%。分类别看,食品上涨11.8%,烟酒及用品上涨2.8%,衣着上涨2.1%,家庭设备用品及维修服务上涨2.4%,医疗保健和个人用品上涨3.4%,交通和通信上涨0.5%,娱乐教育文化用品及服务上涨0.4%,居住上涨5.3%。7月份居民消费价格同比涨幅达到高点6.5%后,涨幅连续回落。12月份,居民消费价格同比上涨4.1%,环比上涨0.3%。全年工业生产者出厂价格比上年上涨6.0%,12月份同比上涨1.7%,环比下降0.3%。全年工业生产者购进价格比上年上涨9.1%,12月份同比上涨3.5%,环比下降0.4%。
    2012年前三季度,居民消费价格同比上涨2.8%,涨幅比上半年回落0.5个百分点,比上年同期回落2.9个百分点。其中,城市上涨2.9%,农村上涨2.7%。分类别看,食品价格同比上涨5.5%,烟酒及用品上涨3.3%,衣着上涨3.4%,家庭设备用品及维修服务上涨2.1%,医疗保健和个人用品上涨2.1%,娱乐教育文化用品及服务上涨0.3%,居住上涨2.0%,交通和通信同比下降0.2%。9月份,居民消费价格同比上涨1.9%,环比上涨0.3%。前三季度,工业生产者出厂价格同比下降1.5%,降幅比上半年扩大0.9个百分点,上年同期为上涨7.0%;其中9月份同比下降3.6%,环比下降0.1%。前三季度,工业生产者购进价格同比下降1.5%;其中9月份同比下降4.1%,环比上涨0.1%。
    四、城乡居民收入分析
    2011年全年城镇居民人均总收入23979元。其中,城镇居民人均可支配收入21810元,比上年名义增长14.1%,扣除价格因素,实际增长8.4%。在城镇居民人均总收入中,工资性收入比上年名义增长12.4%,转移性收入增长12.1%,经营净收入增长29.0%,财产性收入增长24.7%。农村居民人均纯收入6977元,比上年名义增长17.9%,扣除价格因素,实际增长11.4%。其中,工资性收入比上年名义增长21.9%,家庭经营收入增长13.7%,财产性收入增长13.0%,转移性收入增长24.4%。全年城乡居民收入比为3.13:1(以农村居民人均纯收入为1,上年该比值为3.23:1)。全年农民工总量25278万人,比上年增加1055万人,增长4.4%;其中本地农民工9415万人,外出农民工15863万人。外出农民工月均收入2049元,比上年增长21.2%。
    据国家统计局对全国31个省(自治区、直辖市)7.4万户农村居民家庭和6.6万户城镇居民家庭的抽样调查,2011年城乡居民收入增长情况如下:
    一、农村居民收入
    (一)人均纯收入
    2011年全国农村居民人均纯收入6977元,比上年增加1058元,增长17.9%。剔除价格因素影响,实际增长11.4%,增速同比提高0.5个百分点。其中:
    人均工资性收入2963元,同比增加532元,增长21.9%。工资性收入对全年农村居民增收的贡献率达50.3%。工资性收入占农村居民纯收入的比重达42.5%,同比提高1.4个百分点。工资性收入快速增长主要是由于农民工工资水平上涨较多。
    人均家庭经营第一产业纯收入2520元,增加289元,增长12.9%。其中,人均农业纯收入1897元,增加173元,增长10.0%。收成好、价格高是农业收入保持较快增长的主要原因。据测算,2011年农村居民出售农产品增加的收入中,六成来自于价格上涨因素,四成来自于出售数量增加因素。人均牧业纯收入463元,增加107元,牧业收入在2009年和2010年出现连续下降后,增速大幅度回升至 30.1%。这主要是牧业产品价格上涨,尤其是生猪价格大幅上涨所致。
    人均家庭经营二三产业纯收入702元,增加101元,增长16.7%。其中,人均第二产业纯收入193元,增加11元,增长5.8%;人均第三产业纯收入509元,增加90元,增长21.4%。
    人均财产性收入229元,增加26元,增长13.0%。
    人均转移性收入563元,增加110元,增长24.4%。受农村养老保险等政策全面推进的影响,转移性收入快速增长,增速比上年提高10.6个百分点。其中,人均离退休金和养老金收入190元,增加77元,增长68.6%。
    (二)人均纯收入中位数
    2011年农村居民人均纯收入中位数为6194元,比上年增加995元,增长19.1%。农村居民人均纯收入中位数比人均纯收入低783元,但增速高1.2个百分点。
    2011年大多数农村居民收入增速较快,但棉花、土豆等部分农产品价格急跌也造成部分农户减收,甚至亏损,拉低了农村居民人均纯收入的增长速度。
    二、城镇居民收入
    (一)人均总收入和人均可支配收入
    2011年城镇居民人均总收入23979元,其中,人均可支配收入21810元,比上年增加2701元,增长14.1%。剔除价格因素影响,城镇居民人均可支配收入实际增长8.4%,增速同比提高0.6个百分点。人均总收入各分项增长情况如下:
    人均工资性收入15412元,增长12.4%。主要是绝大多数地区提高最低工资标准,部分地区继续规范落实津补贴制度,部分企业提高了职工工资及奖金。
    人均经营净收入2210元,增长29.0%。一是全年经济运行总体良好,个体经营者人数增加;二是个体工商户增值税和营业税起征点提高,税赋降低。
    人均财产性收入649元,增长24.7%。主要是受出租房房租涨幅较大影响,城镇居民人均出租房屋收入增长较快。
    人均转移性收入5709元,增长12.1%。主要是企业退休人员基本养老金水平和最低生活保障标准提高。
    (二)人均可支配收入中位数
    2011年城镇居民人均可支配收入中位数为19118元,比上年增加2279元,增长13.5%。城镇居民人均可支配收入中位数比人均可支配收入低2692元,增速低0.6个百分点。主要是受最低工资标准、城镇居民基本养老金和离退休金以及最低生活保障标准提高影响,城镇低收入户收入增速较高;同时高收入户也保持了较快的增长速度,所以中等收入户增速相对较慢。
    三、城乡居民收入差距
    2011年城镇居民人均可支配收入与农村居民人均纯收入之比为3.13:1,2010年该收入比为3.23:1。
    图表 19  2011年城乡居民人均收入平均数与中位数比较情况(元)
     
     
    图表 20  2011年农村居民人均纯收入构成
     
     
    图表 21  2011年城镇居民人均总收入构成
     
    图表 22  历年城乡居民人均收入及人均国内生产总值实际增长率
     
     
    图表 23  历年城乡居民收入差距
     
     
    注:城镇居民使用人均可支配收入,农村居民使用人均纯收入。以农村人均纯收入为1进行比较。
    2012年前三季度,城镇居民人均总收入20190元。其中,城镇居民人均可支配收入18427元,同比名义增长13.0%;扣除价格因素实际增长9.8%,增速比上年同期加快2.0个百分点。在城镇居民人均总收入中,工资性收入同比名义增长12.7%,转移性收入增长12.4%,经营净收入增长15.4%,财产性收入增长12.4%。 
    前三季度,农村居民人均现金收入6778元,同比名义增长15.4%;扣除价格因素实际增长12.3%,比上年同期回落1.3个百分点。其中,工资性收入同比名义增长16.9%,家庭经营收入增长13.3%,财产性收入增长16.3%,转移性收入增长22.4%。三季度末,农村外出务工劳动力16867万人,同比增长3.0%;前三季度,外出务工劳动力月均收入2249元,同比增长13.0%。前三季度,城镇居民人均可支配收入中位数16358元,同比名义增长14.2%;农村居民人均现金收入中位数5788元,名义增长15.8%。
    五、社会消费品零售总额
    数据显示,2011年市场销售平稳增长,汽车销售回落幅度较大。全年社会消费品零售总额181226亿元,比上年名义增长17.1%(扣除价格因素实际增长11.6%)。
    其中,限额以上企业(单位)消费品零售额84609亿元,比上年增长22.9%。按经营单位所在地分,城镇消费品零售额156908亿元,比上年增长17.2%;乡村消费品零售额24318亿元,增长16.7%。按消费形态分,餐饮收入20543亿元,比上年增长16.9%;商品零售160683亿元,增长17.2%。在商品零售中,限额以上企业(单位)商品零售额78164亿元,增长23.2%。其中,汽车类增长14.6%,增速比上年回落20.2个百分点;家具类增长32.8%,回落4.4个百分点;家用电器和音像器材类增长21.6%,回落6.1个百分点。12月份,社会消费品零售总额同比名义增长18.1%(扣除价格因素实际增长13.8%),环比增长1.41%。
    图表 24  2006-2011年我国社会消费品零售总额及其增长速度
     
    2012年 前三季度,社会消费品零售总额149422亿元,同比名义增长14.1%(扣除价格因素实际增长11.6%),增速比上半年回落0.3个百分点。其中,限额以上企业(单位)消费品零售额71580亿元,同比增长14.4%。按经营单位所在地分,城镇消费品零售额129332亿元,同比增长14.0%;乡村消费品零售额20090亿元,增长14.4%。按消费形态分,餐饮收入16673亿元,同比增长13.2%;商品零售132749亿元,增长14.2%。在商品零售中,限额以上企业(单位)商品零售额66066亿元,同比增长14.6%。其中,汽车类增长6.9%,家具类增长26.2%,家用电器和音像器材类增长6.1%。9月份,社会消费品零售总额同比名义增长14.2%(扣除价格因素实际增长13.2%),环比增长1.46%。
    六、全社会固定资产投资分析
    2011年全年固定资产投资(不含农户)301933亿元,比上年名义增长23.8%(扣除价格因素实际增长16.1%)。其中,国有及国有控股投资107486亿元,增长11.1%。分产业看,第一产业投资6792亿元,比上年增长25.0%;第二产业投资132263亿元,增长27.3%;第三产业投资162877亿元,增长21.1%。在第二产业投资中,工业投资129011亿元,比上年增长26.9%;其中,采矿业投资11810亿元,增长21.4%;制造业投资102594亿元,增长 31.8%;电力、燃气及水的生产和供应业投资14607亿元,增长3.8%。全年基础设施(不包括电力、燃气及水的生产与供应)投资51060亿元,比上年增长5.9%,增速比上年回落14.3个百分点。分地区看,东部地区投资比上年增长21.3%,中部地区增长28.8%,西部地区增长29.2%。从到位资金情况看,全年到位资金334219亿元,比上年增长20.3%。其中,国家预算内资金增长10.8%,国内贷款增长3.5%,自筹资金增长28.6%,利用外资增长8.2%,其他资金增长9.0%。全年新开工项目计划总投资240344亿元,比上年增长22.5%;新开工项目332931个,比上年增加431个。从环比看,12月份固定资产投资(不含农户)下降0.14%。
    图表 25  2006-2011年我国全社会固定资产投资及其增长速度
     
    全年全国房地产开发投资61740亿元,比上年名义增长27.9%(扣除价格因素实际增长20.0%),增速比前三季度回落4.1个百分点,比上年回落5.3个百分点;其中住宅投资增长30.2%,分别回落5.0和2.6个百分点。房屋新开工面积190083万平方米,比上年增长16.2%,增速比前三季度回落7.5个百分点,比上年回落24.4个百分点;其中住宅新开工面积增长12.9%,分别回落8.4和25.8个百分点。全国商品房销售面积109946万平方米,增长4.9%,增速比前三季度回落 8.0个百分点,比上年回落5.7个百分点;其中住宅销售面积增长3.9%,分别回落8.2和4.4个百分点。全国商品房销售额59119亿元,增长12.1%,增速比前三季度回落11.1个百分点,比上年回落6.8个百分点;其中住宅销售额增长10.2%,分别回落11.0和4.6个百分点。全年房地产开发企业土地购置面积40973万平方米,比上年增长2.6%,增速比上年回落22.6个百分点。全国商品房待售面积27194万平方米,增长26.1%,增速比上年加快18.0个百分点。全年房地产开发企业本年资金来源83246亿元,比上年增长14.1%,增速比前三季度回落8.6个百分点,比上年回落12.1个百分点。其中,国内贷款增长与上年持平,自筹资金增长28.0%,利用外资增长2.9%,其他资金增长8.6%。
    2012年前三季度,固定资产投资(不含农户)256933亿元,同比名义增长20.5%(扣除价格因素实际增长18.8%),增速比上半年加快0.1个百分点。其中,国有及国有控股投资84444亿元,增长13.6%。分地区看,东部地区投资同比增长18.4%,中部地区增长25.8%,西部地区增长24.1%。分产业看,第一产业投资6545亿元,同比增长32.2%;第二产业投资113662亿元,增长22.4%;第三产业投资136725亿元,增长19.4%。在第二产业投资中,工业投资110745亿元,同比增长 22.5%。其中,采矿业投资8855亿元,增长17.4%;制造业投资90116亿元,增长23.5%;电力、热力、燃气及水的生产和供应业投资11774亿元,增长19.1%。前三季度基础设施(不包括电力、热力、燃气及水的生产与供应)投资38677亿元,同比增长10.2%,增速比上半年加快5.8个百分点。
    七、进出口总额及增长率分析
    2011年我国进出口保持较快增长,外贸顺差继续收窄。全年进出口总额36421亿美元,比上年增长22.5%;出口18986亿美元,增长20.3%;进口17435亿美元,增长24.9%。进出口相抵,顺差1551亿美元,比上年减少264亿美元。贸易方式继续改善。进出口总额中,一般贸易进出口19246亿美元,增长29.2%,占进出口总额的52.8%,比上年提高2.7个百分点;加工贸易进出口13052亿美元,增长12.7%。出口额中,一般贸易出口9171亿美元,增长27.3%;加工贸易出口8354亿美元,增长12.9%。进口额中,一般贸易进口10075亿美元,增长31%;加工贸易进口4698亿美元,增长12.5%。
    图表 26  2006-2011年我国货物进出口总额增长分析
     
    2012年前三季度,进出口总额28425亿美元,同比增长6.2%,增速比上半年回落1.8个百分点,比上年同期回落18.4个百分点。其中,出口14954亿美元,增长7.4%;进口13471亿美元,增长4.8%。进出口相抵,顺差1483亿美元,同比增加412亿美元。进出口总额中,一般贸易进出口14990亿美元,增长5.9%;加工贸易进出口9829亿美元,增长2.2%。出口额中,一般贸易出口7298亿美元,增长8.3%;加工贸易出口6309亿美元,增长3.0%。进口额中,一般贸易进口7692亿美元,增长3.6%;加工贸易进口3520亿美元,增长0.9%。9月份,进出口总额3450.3亿美元,同比增长6.3%;其中出口1863.5亿美元,增长9.9%;进口1586.8亿美元,增长2.4%。
    节 2011-2012年中国电容器行业产业政策环境分析
    一、政府出台相关政策分析
    在北京“限行令”下,车牌摇号比例已经超过28:1,激烈程度让很多人望而生畏。而此时,北京再次出台一条新政“凡是购买电动车的车主,除将享受一定的优惠补贴外,还将享受不摇号、不限行、不纳税(国家代付)的优惠政策”。与此同时,科技部、工信部和国资委也都出台政策支持新能源汽车产业的发展,分别为《国家“十二五”电动汽车科技产业化重大专项项目》、《节能与新能源汽车产业发展规划》和《央企纯电动车投资规划》。从三大政策的细则可以看出,三部委已经将关注及投入重点统一到着重发展纯电动和插电式混合动力的产业化方向上,同时也将加大对混合动力汽车的市场推广力度。并且,未来十年将会注入近千亿元的投入,足见政府对新能源汽车的重视程度。 
    作为华东地区的中心,上海政府在新能源汽车的发展上不遗余力。2010年,国内41个重点城市已建成的电动汽车充电站76座中,上海的建设力度是最大的。全球知名汽车公司沃尔沃旗下子公司与上汽集团达成合作协议,将在上海筹建合资公司,用以研究开发新能源汽车传动系统。由此可见,上海新能源汽车建设已驶入快车道。 
    近年来,由于新能源行业尤其是新能源汽车行业的飞速发展,作为核心动力储能设备的超级电容器也步入高速发展的阶段。超级电容器是当今最先进的储能设备。以往的储能设备都是由电能转变成化学能,再由化学能转变成电能,两次转变能量有损失,超级电容器直接充电,再直接放电,能量形式没有转变,能量也没有损失,充放电效率高达98%;经济价值大,成本只有铅酸电池的70%。超级电容器电动大客车以环保、节能、成本低的优势性能,成为了公共交通现代化的最佳方案,同时也是航空航天、军事、环保方面的生力军。 
    目前的汽车动力电池主要有以下四种:最低档的为铅酸电池,污染重,目前只用于电瓶自行车。较低档为镍氢电池,特点是价格昂贵,行驶很短,电动汽车上没前途。再好一点的是磷酸铁锂电池,价格较贵,目前大部分电动汽车已经使用,并实现一次充电行驶100~120km。接着就是需要启动汽油机的混合动力来延长里程,但安全风险较大。最好的是超级电容动力电池,价格便宜,免维护,10~50万次的充放电循环寿命,会成为动力电池的主流。
    正是由于市场前景广阔,越来越多超电企业正不遗余力的开拓市场。
    可以预见,超级电容器的利好时代已经来临。此外,2011年初,我国针对私人购买新能源汽车的财政补贴政策正式出台,新政策选择上海、深圳等5个城市作为启动私人购买新能源汽车补贴试点,插电式混合动力乘用车每辆最高补贴5万元;纯电动乘用车每辆最高补贴6万元。这将成为超级电容器进一步发展的契机。 
    由此可见超级电容器上下游产业发展必将受到政府的强有力支持。它的用途决定了其战略价值,全球各主要国家均投入大量的人力物力来研发。有鉴于此,国内外知名的超电企业纷纷摩拳擦掌,通过上海超级电容器展这个有效的展示平台争取更大的市场份额。
    二、产业发展标准分析
    车用超级电容器 QC/T 741-2006 中华人民共和国汽车行业标准
    该标准规定了电动道路车辆用超级电容器的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。
    该标准适用于电动道路车辆启动、点火、牵引以及照明设备用超级电容器。
    三、进出口政策分析
    根据通知,重大技术装备、部分IT产品和生物医药产品以及部分国家产业政策鼓励出口的高科技产品等, 出口退税 率由13%提高到17%;部分以农产品为原料的加工品, 出口退税 率由5%或11%提高到13%。出口退税率提高到 17%的IT产品主要有:片式多层瓷介电容器、片式固定电阻器、塑料薄膜电容器、线路板(变压功能)、锂电池、耳机及送受话器、继电器(电压≤60V)、同轴电缆、液晶显示板、计算机零附件(含磁头、内存条)、彩色电视机零件、天线、手持式无线电话机零件、无线用户接入网设备、调制解调器、IP电话信号转换设备、液晶彩电、等离子彩电、彩色视频投影机、刻录DVD、激光视盘机机芯组件(刻录式)、数码摄像机、摄像机零件(机芯组件)等。略……
    节 2011-2012年中国超级电容器技术现状
    一、超级电容电池技术
    生产超级电容器的工艺流程主要分为以下九步:配料→混浆→制电极→裁片→组装→注液→活化→检测→包装。
    二、超级电容器新技术研究
    超级电容器在需要更高效更可靠电源的新技术领域中逐渐崭露头角。超级电容器在混合能源汽车尤其是电动客车中的作用尤为巨大。正因为超级电容器的许多显著优势,在汽车、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力,因而被世界各国所广泛关注。
    超级电容器在混合能源汽车中所起的作用是十分重要的。随着能源价格的不断上涨,以及欧洲汽车制造商承诺在1995年到2008年之间将汽车CO2的排 放量减少25%,所有这些都大大促进了混合能源技术的发展。超级电容器是一种新型的关键部件。在采用燃料电池供电的汽车中,如果结合使用超级电容器,那么燃料电池就可以满足持 续供电需求,而不仅仅是峰值供电。除了能够满足峰值供电的需求外,超级电容器还具有其他元件无法比拟的响应时间。将超级电容器的强大性能和燃料电池结合起 来,可以得到尺寸更小、重量更轻、价格更低廉的燃料电池系统。
    超级电容器还可以与氢燃料电池完美结合,使正处于研发阶段的氢燃料电池能够应用于多个领域。氢燃料电池与风能或太阳能不同,只要有氢燃料,它就能够持续输 出稳定的电能。然而,在某些应用场合,对能量的需求随着时间的变化有很大不同。汽车就是一个直接的例子,因为它们在加速过程中需要的能量比匀速行驶时要高 得多。如果没有能量存储器,氢燃料电池就要做得很大,以满足最高的峰值能量需求,其成本就会大得无法忍受。通过将过剩的能量存储在能量存储器中,就可以在短时间内通过存储器提供所需的峰值能量。
    超级电容器在电动客车中的作用尤为巨大。鉴于无轨电车架空线的“视觉污染”以及“机动性差”、“规划困难”三大难题,致使无轨电车在我国日益遭遇冷落,一些城市相继实施“电改汽工程”,缩减电车规模,有的则干脆将线网拆除。但由于石油紧张和汽车尾气排放带来的能源危机和环境污染问题日益凸现,使用汽 车也非理想选择,致使城市公共交通的发展陷入了两难的尴尬境地。
    超级电容器已成为改善传统电车缺陷,发挥其零排放、节能、低成本、低噪音等优点的一种先进的储能装 置。超级电容公交电车是以超级电容器为动力电源的新型节能电车,车辆保持了无轨电车的优点,没有任何排放,同时无轨无线,完全满足了现代化绿色环保公交的 需要。新能源汽车是全球汽车行业重点关注的领域,超级电容是其要害部件。尽管超级电容诞生的时间不长,国际上对这项新技术的研究还处于探索阶段,关键性能指标还有待进一步提升。
    尽管目前超级电容客车价格比普通公交车高一些,但随着应用范围的逐步扩大,工艺技术的不断改进,生产成本的日益减少,进入大规模产业化生产阶段后,价格还可以大幅度下降。再者,还可以对该车的重量、体积、底盘结构以及各关键部件的匹配进行系统优化,从而进一步降低单车成本。由此可以预言,为期不久,质 优价廉的新能源客车一定能够迅速普及。而且,随着技术的不断改进和日趋成熟,绿色环保的新能源轿车和新能源货车也会大批涌现,多种类大批量的电动车辆必将 在中国大地及世界各地承载希望驶向未来,超级电容器也必将具有更加广阔远大的市场前景。
    三、超级电容器技术水平差距
    尽管超级电容器技术已经进入了产业化的快车道,但其中仍然存在着许多技术难题,这些都限制了超级电容器性能的进一步提高,制作成本的进一步降低,应用范围的进一步延伸,及消费市场的进一步拓展。这些问题主要有如下几个方面:
    (1)寻找性能更优,成本更低的电极材料。电极材料是影响超级电容器性能和生产成本的关键因素,因此对于超级电容器的研究几乎都是围绕着电极材料进行的。而国内电极材料存在性能不佳和可选择范围小等问题,所以我国在超级电容器的核心部分即高性能电极材料的生产上一直存在瓶颈。所以企业若想实现长足发展就必须加强对电极材料的创新研究,必要时可以与研究院和高校合作研发。
    (2)寻求更优化的匹配组合方法。超级电容器单体产生的电压一般比较低,每只电容耐压大约仅有2.5V左右,电池要靠多只串联组合提供高电压,这就需要非常复杂的电路来保证每只单体电容的均压问题,一旦电压过了,就会损坏,而且一旦组合匹配不好就会影响到电池组的性能和寿命。没有好的匹配方法将直接造成超级电容电池组的成本过高,储能相当于500Ah电池组的价格估计要数百万元。
    所以企业若想生产出更多种类型号的超级电容器,想要自己的产品有更为广阔的应用领域,就必需寻求匹配组合技术的突破。
    (3)解决慢放电控制问题。超级电容器的自放电率很高,自放电现象较其他储能器件都要严重,这也就限制了超级电容器不能像传统电池一样长时间稳定储能。另外超级电容自放电大小还与充电条件有关,若是恒压充电,充电时间较长,效果很好;若是恒流充电,充电时间较短,自放电就较严重,因为迅速充完电以后,电荷只停留在超级电容的扩散层。
    所以超级电容器若要像普通电池一样广泛应用于多个领域就必须解决慢放电控制问题,而开发出能够稳定储能的超级电容电池也就显得尤为重要。
    (4)解决内阻较高的问题。双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大,超级电容器的较大的内阻会阻碍其快速放电,其时间常数下在1 S~2s,给阻一容式电路完全放电大约需要5,r。所以要得到放电更快的超级电容器就必须进一步降低其内阻。目前主要可以从两方面降低内阻:一方面,从原材料上人手减少极片和电解液本身内阻;另一方面,通过改变封装结构减少接触内阻,达到进降低产品内阻的目的。
    (5)进一步减小体积。尽管超级电容器较普通电容器的容量大了3—4个数量级,但和电池相比单位体积的容量还是太小,电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。所以超级电容器若想与传统电池争夺市场,就必须在这方面下足功夫。
    除此之外,如果超级电容器要运用在电动机车和电力等系统中,其可靠性还需进一步提高。
    节 电极材料
    一、碳(炭)材料
    碳(炭)电极材料比表面极大,原料低廉,有利于实现工业化大生产,但是比容量相对比较低,要提高材料的比表面积来相应提高其比容量。目前,主要研究的是具有高比表面积和内阻较小的多孔碳材料、(活化)碳纳米管以及对碳基材料进行改性的含碳的复合材料等(例如活性炭炭黑等复合材料)。
    1、纯碳(炭)材料
    在种类繁多的碳(炭)材料中,常用的有活性炭粉末、活性炭纤维、炭黑、纳米碳纤维、碳纳米管、碳气凝胶、玻璃碳、网络结构碳和某些有机物的炭化产物等。而当前研究前景较好的是碳纳米管和碳气凝胶。
    碳纳米管具有类似石墨的化学键,结晶度高,导电性好,呈准一维电子结构,所以有大量离域电子可沿管壁朝一个方向移动,因而能携带高电流。碳纳米管的另一个重要特点是具有独特的中空管腔结构(孔径多在2~50nm),呈交织网状分布,且微孔大小可通过合成工艺加以控制。由于碳纳米管具有大的比表面积,合适的孔结构和高导电性,被认为是超级电容器的理想电极材料。
    碳纳米管的成本普遍较高。以CH4和La2NiO4为原料,用蒸气沉积法制得普通碳纳米管(CNT),用KOH溶液活化得到活性CNT,用于超级电容器,活性CNT的电容是普通CNT的2倍,比表面积为3倍,孔体积为1.5倍。目前含碳纳米管的超级电容器电极材料有两大主要方向:单纯碳纳米管作电极材料和含碳纳米管的复合物作电极材料。
    碳气凝胶的制备相对比较复杂。碳气凝胶是一种具有交联结构的纳米多孔材料,其密度变化范围大,孔隙率高,孔径分布广。用作超级电容器电极材料时,不需要加入粘合剂,电导率高。碳气凝胶一般采用间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,在催化剂作用下经脱水干燥,得到RF碳气凝胶。由于间苯二酚成本较高,RF碳气凝胶间苯二酚产业化受到限制。以甲酚(C)代替间苯二酚得到CF碳气凝胶,虽然原料成本较低,但工艺条件苛刻,产业化也有困难。将甲酚与间苯二酚按一定比例混合,再与甲醛反应,在常压下制得CmRF碳气凝胶。分析表明:CmRF碳气凝胶与RF碳气凝胶结构类似,体积比电容为77F/cm3。
    2、碳复合材料
    采取工业界新研制的BET表面积达1 654 m2/g,1~5 nm 孔径占 75%的高性能活性炭作为超电容器电极材料,同时添加高比表面积、高导电性的纳米炭黑(BET 比表面积为 1080 m2/g,电阻率为 0.27 O•cm)作为导电剂,利用超声混合技术制备活性炭/炭黑复合电极,通过循环伏安和恒流充放电实验研究制备的活性炭/炭黑复合电极在水系电解液中的电容行为,实验结果表明复合电极显示出良好的电容行为和较好的功率特性,复合电极比容量达到 102.4 F/g。
    为提高碳电容器的容量,可以尝试用不同的材料来修饰碳材料。采用Co真空浸渍、碱化处理的方法对活性炭电极进行了修饰。测试结果表明,Co修饰后的活性炭的电极具有双电层电容和法拉第准电容,采用Co修饰后的活性炭的单电极在C和Co的质量比为13:1时比容量可达158.24F/g,其比容量比未修饰的活性炭电极比容量(124.76F/g)高26.8%,电容量的提高是Co和活性炭的协同作用的结果。用修饰后的活性炭组成电容器的循环性能较好,在1000次循环后比容量保持在91%以上,电容器的容量高于未修饰的活性炭电容器,其漏电流很小,适合作超级电容器的电极材料。
    为了提高碳纳米管超级电容器的性能,在碳纳米管表面沉积MnO2引进法拉第准电容,并利用TEM、BET、循环伏安和恒流充放电测试对实验样品进行了分析和表征,结果表明MnO2沉积有效地提高了碳纳米管超级电容器的性能。在充放电电流密度为5mA/cm2时,在碳纳米管的比容为46F/g的情况下,碳纳米管/MnO2复合物的比容150F/g,而且碳纳米管/MnO2复合物的超级电容器具有良好的功率特性。
    二、金属氧化物以及水合物材料
    1、常见金属氧化物及水合物材料
    一些金属氧化物以及水合物是超级电容器电极的很好材料,金属氧化物电极在超级电容器中产生的法拉第准电容比碳材料电极表面的双电层电容要大许多。因为在氧化物电极上发生快速可逆的电极反应,而且该电极反应能深入到电极内部,因此能量存储于三维空间中,提高了能量密度。
    Ru的氧化物以及水合物作为超级电容器电极材料的研究报道很多,而且性能也比较好,但是Ru属于贵金属,成本较高,并且有毒性,对环境有污染,不利于工业化大规模生产。因此,人们开始寻找其他廉价的金属材料来代替Ru。
    氧化锰资源广泛,价格低廉,具有多种氧化价态,而且对环境无污染,在电池电极材料和氧化催化材料上已经广泛地得到应用。
    除了氧化锰之外,氧化镍也是研究的重点。有研究者采用液相法合成了NiO电极,单电极比容量达到256F/g,双电极比容量也达65F/g,比能量和比功率分别达到40kJ/kg和17W/kg。
    氧化钴材料也是一种具有发展潜力的超级电容器电极材料。有人使用醇盐水解法制
    2、金属复合材料
    金属复合电极材料目前研究的重点是找出合适的金属或氧化物来替代Ru,减少Ru的用量,降低成本,并提高电极材料的比电容。
    程杰等采用超薄型烧结复合镍钴电极(Co:Ni约1:4,厚度为0.31mm)为正极,用比电容达250F/g的活性炭电极为负极, 7mol/LKOH溶液为电解液组装成的超级电容器,恒流充放电效率高,倍率性能较好,自放电较小,比能量达到16Wh/kg,最大比功率达10kW/kg(以正、负电极质量之和为基准)。
    张宝宏等[16]在MnO2中添加了PbO,用以抑制电化学惰性物质Mn3O4的生成和积累,从而改善电极的性能。由其实验数据可知,添加2%β-PbO的MnO2电极比容量达到165.7---260 F/g,比无添加剂的MnO2电极的比容量高出62.5%。从2 000次的循环性能看,在电流密度为50mA/cm2时,添加β-PbO的MnO2电极仍具有较好的循环性,容量衰减不到10%。
    三、导电聚合物电极材料
    导电聚合物是一种新型的电极材料,其贮能机理是:通过电极上聚合物中发生快速可逆的n型、p型元素掺杂和去掺杂氧化还原反应,使聚合物达到很高的贮存电荷密度,从而产生很高的法拉第准电容。充电时,电荷在整个聚合物材料内贮存,比电容大,导电聚合物具有塑性,易于制成薄层电极,内阻小。聚合物电容器的比能量和比功率分别为30~50Wh/kg和2~20kW/kg,其比电容是碳电极材料的5~6倍,且聚合物电极材料可确保电容器在310~312V的电压下工作,成本低,有较大研究价值。略……
     
     

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