什么是超級電容器
超級電容器(supercapacitor,ultracapacitor),又叫雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容,通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件,但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應,這種儲能過程是可逆的,也正 因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。
超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質中的負離子,負極板吸引正離子,實際上形成兩個容性存儲層,被分離開的正離子在負極板附近,負離子在正極板附近。
從結構上看,超級電容器主要由電極、電解質、隔膜、端板、引線和封裝材料組成,其中電極、電解質和隔膜的組成和質量對超級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材料將基本決定最終產品的類型與特性。
工作原理:
超級電容屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產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組成的雙電層結構獲得超大的容量。
超級電容器為何不同于傳統(tǒng)電容器其"超級"在哪?
1、超級電容器在分離出的電荷中存儲能量,用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越大。
2、傳統(tǒng)電容器的面積是導體的平板面積,為了獲得較大的容量,導體材料卷制得很長,有時用特殊的組織結構來增加它的表面積。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、超級電容器的面積是基于多孔炭材料,該材料的多孔結夠允許其面積達到2000m2/g,通過一些措施可實現更大的表面積。超級電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質離子尺寸決定的。該距離(<10 Å)和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實現的距離更小。
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”所在。
超級電容器有多方面優(yōu)勢 ;超級電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲能電容、法拉電容、電化學電容器或雙電層電容器(英文名稱為EDLC,即Electric Double Layer Capacitors),是靠極化電解液來儲存電能的新型電化學裝置。它具有電阻很小、壽命超長、安全可靠、儲能巨大、充電快速的特點。它是近十幾年隨著材料科學的突破而出現的新型功率型儲能元件,其批量生產不過幾年時間。世界著名科技期刊美國《探索》雜志2007 年1月號,將超級電容器列為2006年世界七大技術發(fā)現之一,認為超級電容器是能量儲存領域的一項革命性發(fā)展,并將在某些領域取代傳統(tǒng)蓄電池。
超級電容器都有哪些應用?
1、快速充電應用,幾秒鐘充電,幾分鐘放電。例如電動工具、電動玩具;
2、在UPS系統(tǒng)中,超級電容器提供瞬時功率輸出,作為發(fā)動機或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補充;
3、應用于能量充足,功率匱乏的能源,如太陽能;
4、當公共汽車從一種動力源切換到另一動力源時的功率支持;
5、小電流,長時間持續(xù)放電,例如計算機存儲器后備電源;