一,、超級(jí)電容器是什么
超級(jí)電容器又稱為雙電層電容器、電化學(xué)電容器,、法拉電容,、黃金電容,是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置,,它既具有電容器快速充放電的特性,,同時(shí)又具有電池的儲(chǔ)能特性。
二,、超級(jí)電容器的原理
超級(jí)電容器是通過電極與電解質(zhì)之間形成的界面雙層來存儲(chǔ)能量的新型元器件,。當(dāng)電極與電解液接觸時(shí),由于庫(kù)侖力,、分子間力及原子間力的作用,,使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定和符號(hào)相反的雙層電荷,稱其為界面雙層,。把雙電層超級(jí)電容看成是懸在電解質(zhì)中的2個(gè)非活性多孔板,,電壓加載到2個(gè)板上。加在正極板上的電勢(shì)吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子,,負(fù)極板吸引正離子,,從而在兩電極的表面形成了一個(gè)雙電層電容器,。雙電層電容器根據(jù)電極材料的不同,可以分為碳電極雙層超級(jí)電容器,、金屬氧化物電極超級(jí)電容器和有機(jī)聚合物電極超級(jí)電容器,。
三、超級(jí)電容器特點(diǎn)
與蓄電池和傳統(tǒng)物理電容器相比,,超級(jí)電容器的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在:
1,、功率密度高??蛇_(dá)102~104kW/kg,,遠(yuǎn)高于蓄電池的功率密度水平。
2,、循環(huán)壽命長(zhǎng),。在幾秒鐘的高速深度充放電循環(huán)50萬次至100萬次后,超級(jí)電容器的特性變化很小,,容量和內(nèi)阻僅降低10%~20%,。
3、工作溫限寬,。由于在低溫狀態(tài)下超級(jí)電容器中離子的吸附和脫附速度變化不大,,因此其容量變化遠(yuǎn)小于蓄電池。商業(yè)化超級(jí)電容器的工作溫度范圍可達(dá)-40℃~ 80℃,。
4,、免維護(hù)。超級(jí)電容器充放電效率高,,對(duì)過充電和過放電有一定的承受能力,,可穩(wěn)定地反復(fù)充放電,在理論上是不需要進(jìn)行維護(hù)的,。
5,、綠色環(huán)保。超級(jí)電容器在生產(chǎn)過程中不使用重金屬和其他有害的化學(xué)物質(zhì),,且自身壽命較長(zhǎng),,因而是一種新型的綠色環(huán)保電源。
四,、超級(jí)電容器分類
對(duì)于超級(jí)電容器來說,,依據(jù)不同的內(nèi)容可有不同的分類方法。
1,、根據(jù)不同的儲(chǔ)能機(jī)理,,可將超級(jí)電容器分為雙電層電容器和法拉第準(zhǔn)電容器兩大類。其中,,雙電層電容器主要是通過純靜電電荷在電極表面進(jìn)行吸附來產(chǎn)生存儲(chǔ)能量,。法拉第準(zhǔn)電容器主要是通過法拉第準(zhǔn)電容活性電極材料(如過渡金屬氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生法拉第準(zhǔn)電容,,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換。
2,、根據(jù)電解液種類可分為水系超級(jí)電容器和有機(jī)系超級(jí)電容器兩大類,。
3、根據(jù)活性材料的類型是否相同,,可分為對(duì)稱超級(jí)電容器和非對(duì)稱超級(jí)電容器,。
4、根據(jù)電解液的狀態(tài)形式,,又可將超級(jí)電容器分為固體電解質(zhì)超級(jí)電容器和液體電解質(zhì)超級(jí)電容器兩大類,。