双电层电容的介绍
第一︰寿命长,能维持数百万个充电循环的寿命。由于电容的充放电循环次数很多(百万次或更多,与大部分市售的充电电池200-1000次相比),电容可以在大多数设备的寿命内持续使用,这使得设备变得更环保。充电电池通常寿命只有几年,而且他们的高活性化学电解质存在处理和安全上的隐患。双电层电容器也可以与电池结合起到电荷调节功能,存储来自其他能量源的能量已达到均衡负载的目的,然后使用充电电池,只要电容器未充满,任何多余的能量都可以利用;第二︰每个周期的平均成本低;第三︰良好的可逆性;第四︰充电和放电率非常高;第五︰非常低的内部电阻(ESR)和随之而来的高周期效率(95%以上)和极低的放热;第六︰高输出功率;第七︰比功率高。根据ITS(交通研究学院,戴维斯,加利福尼亚)的测试结果,双电层电容器的具体功率可超过6千瓦/千克,同时有着95%的效率[13];第八︰使用无腐蚀性的电解质和低毒性的材料,提高了安全性;第九︰简单的充电方法,不必进行过充检测,因为没有过充的可能;第十︰配合充电电池使用时,在某些应用中电容可以在很短的时间内提供能量,减少电池循环速率,延长电池寿命。
双电层电容器的性能正在改善,新的研究进展。
双电层电容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)又叫超级电容器,法拉电容器,是一种新型储能装置。双电层电容器介于电池和电容之间,其极大的容量完全可以作为电池使用。双电层电容器相比采用电化学原理的电池,其充放电过程完全没有涉及到物质的变化,所以其具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。双电层电容器其双电层的间距极小,致使耐压能力很弱,一般不会超过20V,所以其通常用作低电压直流或者是低频场合下的储能原件。双电层电容器用途广泛。用作起重装置的电力平衡电源,可提供超大电流的电力;用作车辆启动电源,启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高,可以全部或部分替代传统的蓄电池;用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车;用在军事上可保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动(尤其是在寒冷的冬季)、作为激光武器的脉冲能源。此外还可用于其他机电设备的储能能源。
双电层型超级电容器主要采用不同电极材料制作。其中,活性碳电极利用高比表面积活性炭制成电极,碳纤维电极通过增强材料增强导电性,碳气凝胶电极则是通过凝胶炭化活化得到,而碳纳米管电极则因其优良性能被用于制作高比表面积电极。这些电极材料可以制成平板型和绕卷型两种形式。平板型常见于扣式体系,如...
超级电容器的类型比较多,按不同方式可以分为多种产品,以下作简单介绍。按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器:双电层型超级电容器,包括1.活性碳电极材料,采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。2.碳纤维电极材料。
同时,双电层电容器与可充电电池相比,可进行不限流充电,且充电次数可达10^6次以上,因此双电层电容不但具有电容的特性,同时也具有电池特性,是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。基本原理为:当向电极充电时,处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子,使这些离子附...
电容去离子过程中两种主要的离子存储机制是双电层电容存储和法拉第反应存储。双电层电容存储:在这种机制中,离子通过静电吸附的方式存储在电极与电解液界面形成的双电层中。当在电极两端施加电压时,电极上的过剩电荷会吸引电解液中的相反电荷离子,使它们聚集在电极表面形成双电层,从而实现离子的存储。
双电层电容器模型是在列斯实验完成 70 多年后的 1879 年由德国的亥姆霍兹 ( Helm-holtz) 提出的,这种电容器模型有时也被称为双电层亥姆霍兹模型。亥姆霍兹设想的双电层是由电荷数量相等而符号相异的两个电荷层组成的,其中一层在固体上,另一层在溶液中,相当于在固\/液界面处存在一个电容器,两...
双电层电容器中,纳米材料的运用显著提升了其性能。活性炭作为常见选择,其独特的多孔结构使得每克材料具有高达250平方米的表面积,这极大地提高了存储密度。尽管碳并非理想的绝缘材料,这限制了其电位,一般只能达到2-3伏特,但通过串联(堆叠)方式,双电层电容器能够提供更高的电压。然而,活性炭并非...
揭秘双层电容器的秘密:工作原理与结构解析 双电层电容器,一种独特的物理储能设备,其独特的构造和工作原理与锂离子电池有着显著差异。它巧妙地利用了电导体与电解液之间的交互,形成一个天然的双电层,赋予了它独特的性能。双电层的诞生 当电导体浸入电解液,两者之间自然形成一层绝缘层。当电压施加,...
电极以串联结构存在。双电层电容器中的正负极均是一个电容器,但电路中以串联形式连接,原因是电极不能直接从电解液中获取电荷。根据平行板电容器原理,电容量与极板面积成正比,与绝缘体厚度成反比。为了增大电容,不能人为改变双电层绝缘膜的厚度,只能通过增加极板面积。使用具有高单位重量比表面积的...
超级电容器(super capacitor)又叫电化学电容器、双电层电容器,是一种新型的电容器,它的出现使得电容器的极限容量骤然上升了3一4个数量级,达到了1护F\/g级以上的大容量。它不同于传统意义上的电容器,它类似于充电电池,但比传统的充电电池(镍氢电池和锉离子电池)具有更高的比功率和更长的循环寿命...
超级电容器,亦被称作双电层电容器,是一种创新的储能装置。它集众多优势于一身:充电时间极短、使用寿命长、温度适应性强、节能高效且绿色环保。正是这些特点,使得超级电容器在多个领域展现出了广泛的应用潜力。首先,超级电容器被用作起重装置的电力平衡电源。在需要瞬间提供超大电流的情况下,超级电容...