本发明公开了一种重复频率脉冲下的金属化膜电容器的寿命测 试系统及方法。该系统包括充电电源和脉冲放电回路；其中，充电电 源包括充电模块、防反模块和检测控制模块；充电模块中，三相交流 电通过前级三相不控整流电路输出直流电压，并经过全桥逆变电路逆 变为交流电压，然后通过高频变压器升压，再经过单相全桥整流电路 将交流电压整流为直流电压输出。通过在充电模块中引入高频变压器， 使得金属化膜脉冲电容器的充放电能获得较高的重复频率(0.1～ 100Hz)，从而有利于研究 ms 级脉冲放电领域的金属化膜脉冲电容器的

本发明公开了一种可测量金属化膜电容器元件在实际运行工况 下产气体积的方法和装置。该方法可模拟电容器短路击穿故障时的产 气情况，同时可将电容器运行过程中产生的气体全部收集到量筒内， 通过量筒上的刻度对产气量进行测量。通过该方法，可实现金属化膜 电容器元件击穿短路故障过程中的产气体积测量，同时还能用于气体 收集进行产气成分分析。本发明还提供实现上述方法的装置和材料， 主要包括绝缘容器、橡胶软管、玻璃量筒、绝缘油。本发明使用的材 料和器件均具有良好的绝缘性能，可保证实验过程中的安全。 

本发明公开了一种金属化膜电容器保护装置和方法，干式金属 化膜电容器内部不灌封或采用灌封的干式结构，电容器顶部存在一定 高度的空隙。热传导型氢气传感器及其检测电路构成的气敏保护装置 安装于电容器顶部。当电容器内部元件出现击穿故障时，元件内部会 产生大量气体并逸出，该气体会最终汇聚到电容器顶部的空隙中。元 件产气中，经检测氢气体积约占 85％，因此，该产气会导致电容器顶 部空隙中氢气浓度的变化，从而导致检测电路输出信号的变化，实现 金属化膜电容器内部故障的检测。检测到故障信号后，可从外部切断 电容器电源

该成果由于采用新型的安全膜结构和绝氧吸弧工艺（减小金属材料在加工过程中的氧化，降低接触电阻、电势垒等），产品具有自愈性，在高压大电流的冲击下不会发生短路击穿现象，无需防爆装置；由于采用端面高密度、低电阻的等离子放电喷射沉积制备技术和大功率电容器电极的电阻焊接技术，寄生电阻和发热量减小，使产品在可靠性、稳定性上具有明显的优势。

超级电容器也称为电化学电容器，其基本原理是通过正负极上的静电荷的积聚与释放来储存电能的，主要特点是在充放电过程中没有明显的相变，因此理论上来说其充放电寿命是无限次。超级电容器作为一种无污染的新型储能装置，比传统电容器容量大100倍左右，与二次电池相比，则具有比功率高（1 kW/kg～10kW/kg）、 大电流快速充电（0.3～30s）、  使用温度范围宽（－40°C～＋70℃）、 循环使用寿命长（10万次）、真正免维护等特点，是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件。超级电容器（Supercapacitor）现在有不同的称呼，有电化学电容器（Electrochemical Capacitor，EC），超大容量电容器（Ultracapacitor），双电层电容器（Electric double layer capacitor，EDLC），以及金电容（Gold capacitor）等。

超级电容器也称为电化学电容器，其基本原理是通过正负极上的静电荷的积聚与释放来储存电能的，主要特点是在充放电过程中没有明显的相变，因此理论上来说其充放电寿命是无限次。超级电容器作为一种无污染的新型储能装置，比传统电容器容量大 100 倍左右，与二次电池相比，则具有比功率高（1 kW/kg～10kW/kg）、 大电流快速充电（0.3～30s）、 使用温度范围宽（－40°C～＋70℃）、 循环使用寿命长（10 万次）、真正免维护等特点，是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件。超级电容器（Supercapacitor）现在有不同的称呼，有电化学电容器（Electrochemical Capacitor，EC），超大容量电容器（Ultracapacitor），双电层电容器（Electric double layer capacitor，EDLC），以及金电容（Gold capacitor）等。

成果与项目的背景及主要用途：当前，为了解决能源和环境问题，世界上许 多国家的政府和汽车制造商均投入大量资金进行电动汽车的研究与开发，采用二 次电池的电动车虽然取得了长足的进步，但仍难以解决快速充放电性能差、价格 将复合薄膜置于导电玻璃上 染料溶液的配制 电解质溶液的配制 对电极 40°C，12 h 染料敏化浸泡处 组装 DSSCs 光伏性能 导电玻璃（FTO）清洗 TiO2/ZnO 复合薄膜 的制备天津大学科技成果选编 高、安全性差的问题。超级电容器由于具有比功率高（大于 1kW/kg 到十几 kW/kg 的功率密度）、循环寿命长（10 万次以上）、使用温度范围宽（-40℃～60℃） 以及充电迅速（小于 10min）等优异的特性，非常适合电动车对功率特性的要求， 已成为近年来电动车动力电源开发中非常重要的领域之一。 超级电容器的主要用途分为：1 城市公交车主电源；2 与高性能蓄电池配合 使用，可作为电动车的辅助电源，满足电动车在启动、加速、爬坡时提供峰值功 率的要求，同时回收汽车在刹车、空载时产生的机械量，可大大提高能量的利用 效率；3 作为太阳能电池和风力发电的储能系统，白天储存太阳能电池和风力发 电产生的电能，夜间提供照明等所需的能量；4 可作为消费类电子产品的电源, 如 手机、数码相机、无绳电话、电子手表、电动玩具、记忆性存储器、微型计算机、 系统主板、钟表等。 技术原理与工艺流程简介：本技术的关键在于采用新型工艺制备极化电极， 制备工艺简单，设备投资小。由于本产品的技术原理本质上与传统的双电层电容 器的原理相同，因此，在充放电过程中由于没有化学反应的发生，电极材料的结 构不会变化，能够保证大于 10 万次以上长期循环的稳定性。 工艺流程：配料→混浆→制电极→组装→注液→老化→检测包装。 技术水平及专利与获奖情况：前期已开发出 14V-5F，28V-28F 的水系超级 电容器样品，相关专利正在申请之中。 应用前景分析及效益预测：随着便携式电子器械的普及和发展，超级电容器 的应用范围越来越广泛。有业内专家预测，仅就中国市场而言，目前的年需求量 可达 2,150 万只，而整个亚太地区的总需求量则超过 9,000 万只，市场前景非常 广阔。同时，权威部门已经证明了燃料电池驱动的电动汽车在 20～30 年内不可 能实现商业化，那么我们中国会尽快将电动车的研究方向转向其他类型的电动车， 包括镍氢电池和锂离子电池的电动车，而且其中特别强调了一种混合动力的电动 车，即燃油+电源的混合电动车，电源可以是镍氢电池也可以是锂离子电池，还 应包括超级电容器。因此，超级电容器在电动车方面的应用，无论在国内还是国 际上研究和应用的步伐将会更快，性能也会有快速的飞跃。仅电子产品和电动车 领域，超级电容器的市场前景就非常广阔。 95天津大学科技成果选编 预计项目投资 300～500 万元，正式投产后每年效益在 200～500 万元。 应用领域：1 城市公交车主电源；2 与高性能蓄电池配合使用，可作为电动 汽车的辅助电源；3 作为起重机等大型吊装机械的辅助电源；4 作消费类电子产 品的电源, 如手机、数码相机、无绳电话、电子手表、电动玩具、记忆性存储器、 微型计算机、系统主板、钟表等；5 作为太阳能电池和风力发电的储能系统，白 天储存太阳能电池和风力发电产生的电能，夜间提供照明等所需的能量。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：本技术 的投资规模为 100～200 万元左右，其中原料约为 50 万，设备费用约为 50 万， 厂房面积约 1000m2，厂房投资约为 30 万元，流动资金约 70 万。 合作方式及条件：具体合作方式电话联系或面议。 

通过研究和有机介质薄膜以及金属化水平的不断提高，用金属化薄膜制造高压大功率电容器取代电解电容器已成为了可能。薄膜电容器具有高频特性好、损耗小和温度特性稳定等特点，可以满足逆变器对电容器性能的要求。

随着便携式电子设备的快速发展，将微型电子设备运用到可穿戴设备或者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器件的重要性也愈加凸显，如何解决柔性电子设备的储能问题，是实现这些可能性的重要因素之一。 本成果设计并制备了一种新型柔性微型超级电容器，其具有制备工艺简单，成本较低，适用于各种粉末状电极材料等特点。

本成果设计并制备了一种新型柔性微型超级电容器，其具有制备工艺简单，成本较低，适用于各种粉末状电极材料等特点。