王晓峰，郝承龙，吕无双，尹亚江，尤 政

（清华大学精密仪器系，北京　100084）

混合式MEMS超级电容器的动力学建模与仿真方法

王晓峰，郝承龙，吕无双，尹亚江，尤 政

（清华大学精密仪器系，北京100084）

提出了一种针对锰酸锂/活性炭混合式超级电容器的建模与仿真方法，用这种方法找出了模型中的关键参数，并通过多种精密测试方法测量了这些关键参数，避免了假设、引用参数等方法带来的误差，由此仿真得到了关于锰酸锂/活性炭混合式超级电容器的高精确度的充放电曲线.经实验验证，在不同的充放电电流条件下，仿真的充放电曲线与实测曲线吻合，充放电时间的相对误差小于5%.最后，利用此模型进行了MEMS三维电极结构的设计和其电极内部微观反应机理的研究.

混合式超级电容器；建模；仿真；参数测定；实验验证；MEMS三维电极

混合式MEMS超级电容器包含了一个电池式的电极和另一个电容器式的电极，同时结合了电池和超级电容器的优点，在展现充电速度快的同时保持了高能量密度的特点，是未来MEMS微能源的重要研究方向.

在以往学者的研究工作中，针对对称式超级电容器的建模和仿真工作比较多见.Lin等［1-2］最先提出了RuO2·xH2O对称式超级电容器的一维数学模型.Kim等［3］在Lin的基础上，在模型中引入质子传输速率，建立了一个对称式超级电容器的伪二维数学模型，自此对称式超级电容器的数学模型已经比较完善.后来，Farsi等［4-5］建立了RuO2-MnO2混合型超级电容器的一维数……