什么是超級(jí)電容器
超級(jí)電容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容,通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件,但在其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這種儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的,也正 因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。
超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子,負(fù)極板吸引正離子,實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層,被分離開(kāi)的正離子在負(fù)極板附近,負(fù)離子在正極板附近。
從結(jié)構(gòu)上看,超級(jí)電容器主要由電極、電解質(zhì)、隔膜、端板、引線和封裝材料組成,其中電極、電解質(zhì)和隔膜的組成和質(zhì)量對(duì)超級(jí)電容器的性能起著決定性的影響, 采用何種電極板和電解質(zhì)材料將基本決定最終產(chǎn)品的類型與特性。
工作原理:
超級(jí)電容屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種,其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。
超級(jí)電容器為何不同于傳統(tǒng)電容器其"超級(jí)"在哪?
1、超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量,用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越大。
2、傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積,為了獲得較大的容量,導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng),有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來(lái)增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板,一般為塑料薄膜、紙等,這些材料通常要求盡可能的薄。
3、超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料,該材料的多孔結(jié)夠允許其面積達(dá)到2000m2/g,通過(guò)一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開(kāi)的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離(<10 Å)和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。
4、這種龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量,這也是其“超級(jí)”所在。
超級(jí)電容器有多方面優(yōu)勢(shì) ;超級(jí)電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲(chǔ)能電容、法拉電容、電化學(xué)電容器或雙電層電容器(英文名稱為EDLC,即Electric Double Layer Capacitors),是靠極化電解液來(lái)儲(chǔ)存電能的新型電化學(xué)裝置。它具有電阻很小、壽命超長(zhǎng)、安全可靠、儲(chǔ)能巨大、充電快速的特點(diǎn)。它是近十幾年隨著材料科學(xué)的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲(chǔ)能元件,其批量生產(chǎn)不過(guò)幾年時(shí)間。世界著名科技期刊美國(guó)《探索》雜志2007 年1月號(hào),將超級(jí)電容器列為2006年世界七大技術(shù)發(fā)現(xiàn)之一,認(rèn)為超級(jí)電容器是能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性發(fā)展,并將在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池。
超級(jí)電容器都有哪些應(yīng)用?
1、快速充電應(yīng)用,幾秒鐘充電,幾分鐘放電。例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具;
2、在UPS系統(tǒng)中,超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出,作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充;
3、應(yīng)用于能量充足,功率匱乏的能源,如太陽(yáng)能;
4、當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持;
5、小電流,長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放電,例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源;