2023年02月17日 13:13:21 来源:东莞市众升仪器有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:15
超级电容,又名电化学电容,双电层电容器、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。
它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源,主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应,这种储能过程是可逆的,也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。
超级电容器结构上的具体细节依赖于对超级电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求,这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是,他们都包含一个正极,一个负极,及这两个电极之间的隔膜,电解液由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。

根据储能机理的不同可以分为以下两类:
1、 双电层电容:是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙而产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。
2、 法拉第准电容:其理论模型是由Conway首先提出,是在电极表面和近表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸脱附和氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。
对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液离子与电极活性物质发生的氧化还原反应。
超级电容的优点:
1、很小的体积下达到法拉级的电容量;5、超级电容器可焊接,因而不存在像电池接触不牢固等问题;
超级电容的缺点:
1、如果使用不当会造成电解质泄漏等现象;超级电容器之所以称之为“超级”的原因:
1、超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板,在极板上加电,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,实际上形成两个容性存储层,被分离开的正离子在负极板附近,负离子在正极板附近。
2、超级电容器在分离出的电荷中存储能量,用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集,其电容量越大。
控制超级电容器的放电:超级电容器的电阻阻碍其快速放电,超级电容器的时间常数τ在1~2s,给阻-容式电路放电大约需要5τ,也就是说如果短路放电大约需要5~10s(由于电极的特殊结构它们实际上得花上数个小时才能将残留的电荷放干净)。
放电的控制时间:超级电容器可以快速充放电,峰值电流仅受其内阻限制,甚至短路也不是致命的。实际上决定于电容器单体大小,对于匹配负载,小单体可放10A,大单体可放1000A。另一放电率的限制条件是热,反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高,*终导致断路。