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什么是超小电解电容?与普通电容有什么区别?

  • 分类:行业新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-06-27
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【概要描述】超小电解电容,又称电化学电容、双电层电容器、黄金电容、法拉电容是从上世纪7、80年代 开始发展起来的通过极化电解质储存能量的电化学元件。

什么是超小电解电容?与普通电容有什么区别?

【概要描述】超小电解电容,又称电化学电容、双电层电容器、黄金电容、法拉电容是从上世纪7、80年代 开始发展起来的通过极化电解质储存能量的电化学元件。

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超小电解电容,又称电化学电容、双电层电容器、黄金电容、法拉电容是从上世纪7、80年代 开始发展起来的通过极化电解质储存能量的电化学元件。

与传统的化学电源不同,它是介于传统电容器和电池之间的一种特殊性能的电源,主要依靠正电层和氧化还原假电容电荷来存储电能。但是能量储存过程中不会发生化学反应。这种储能过程是可逆的。因为这个电容器可以反复充电数十万次。

超小电解电容结构的具体细节取决于电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用要求,这些材料可能略有不同。所有电容器的共同点是阳极、阴极和两个电极之间的隔膜都包含在内。电解质填充由两个电极和隔膜分隔的两个气孔。

超小电解电容的结构由高表面积多孔电极材料、多孔电池隔膜和电解质组成,超小电解电容隔膜须满足尽可能高的离子电导和尽可能低的电子电导条件,一般是纤维结构的电子绝缘材料,如聚丙烯薄膜。电解质的类型根据电极材料的性质选择。

根据能量存储机制,可分为以下两类:

1.双电层容量:在电极/溶液界面中,通过电子或离子的定向排列,产生了电荷的对峙。对于电极/溶液体系,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。

给两个电极施加电场后,溶液中的阴阳离子分别移动到正负电极上,在电极表面形成双层。电场取消后,电极的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引,稳定正电层,阳极之间产生相对稳定的电位差。

此时,在电极的情况下,在一定距离(分散层)内产生与电极电荷相同量的异性离子电荷,从而保持电中性。如果将阳极与外部电路连接起来,电极的电荷移动时,外部电路会产生电流,溶液中的离子会转移到溶液中,从而产生电中性。这就是双层电容器的充放电原理。

2.法拉第准电容:其理论模型是Conway首先提出的,在电极表面和表面附近或体上的二维或准二维空间中,电活性物质低电位沉积,发生高度可逆的化学吸收解吸和氧化还原反应,产生与电极充电电位相关的电容。

对于法拉第准电容器,存储电荷的过程不仅包括双电层的存储,还包括电解质离子和电极活性物质的氧化还原反应。

当电解质中的离子(如H、OH-、K或Li)在外部电场的作用下从溶液扩散到电极/溶液界面时,通过界面的氧化还原反应进入电极表面活性氧化物的体相,在电极上存储大量电荷。放电时进入氧化物的离子通过上述氧化还原反应的逆反应返回电解质,存储的电荷通过外部电路释放,这就是法拉第准电容器的充电放电机制。


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