什么叫超级电容器?( 二 )


超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件 。当电极与电解液接触时,由于库仑力、分子间力及原子间力的作用,使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷,称其为界面双层 。把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板,电压加载到2个板上 。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器 。双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器 。
与蓄电池和传统物理电容器相比,超级电容器的特点主要体现在:
(1)功率密度高 。可达102~104 W/kg,远高于蓄电池的功率密度水平 。
(2)循环寿命长 。在几秒钟的高速深度充放电循环50万次至100万次后,超级电容器的特性变化很小,容量和内阻仅降低10%~20% 。
(3)工作温限宽 。由于在低温状态下超级电容器中离子的吸附和脱附速度变化不大,因此其容量变化远小于蓄电池 。商业化超级电容器的工作温度范围可达-40℃~+80℃ 。
(4)免维护 。超级电容器充放电效率高,对过充电和过放电有一定的承受能力,可稳定地反复充放电,在理论上是不需要进行维护的 。
(5)绿色环保 。超级电容器在生产过程中不使用重金属和其他有害的化学物质,且自身寿命较长,因而是一种新型的绿色环保电源 。
对于超级电容器来说,依据不同的内容可有不同的分类方法 。
首先,根据不同的储能机理,可将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类 。其中,双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量 。法拉第准电容器主要是通过法拉第准电容活性电极材料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应产生法拉第准电容,从而实现对能量的存储与转换 。
其次,根据电解液种类可分为水系超级电容器和有机系超级电容器两大类 。
此外,根据活性材料的类型是否相同,可分为对称超级电容器和非对称超级电容器 。
最后,根据电解液的状态形式,又可将超级电容器分为固体电解质超级电容器和液体电解质超级电容器两大类 。
超级电容器分类有哪些对于超级电容器来说,依据不同的内容可有不同的分类方法 。
首先,根据不同的储能机理,可将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类 。其中,双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量 。
法拉第准电容器主要是通过法拉第准电容活性电极材料(如过渡金属氧化物和高分子聚合物)表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应产生法拉第准电容,从而实现对能量的存储与转换 。
其次,根据电解液种类可分为水系超级电容器和有机系超级电容器两大类 。
此外,根据活性材料的类型是否相同,可分为对称超级电容器和非对称超级电容器 。
最后,根据电解液的状态形式,又可将超级电容器分为固体电解质超级电容器和液体电解质超级电容器两大类 。
超级电容器使用的注意事项包括:
1)超级电容器具有固定的极性 。在使用前,应确认极性 。
2)超级电容器应在标称电压下使用 。当电容器电压超过标称电压时,将会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,而且内阻增加,寿命缩短 。
3)超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中 。高频率的快速充放电会导致电容器内部发热,容量衰减,内阻增加 。
4)外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响 。因此超级电容器应尽量远离热源 。
5)当超级电容器被用做后备电源时,由于超级电容器具有内阻较大的特点,在放电的瞬间存在电压降 。
6)超级电容器不可处于相对湿度大于85%或含有有毒气体的环境中,这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀,引起断路 。
7)超级电容器不能置于高温、高湿的环境中,应尽量在温度-30~50℃、相对湿度小于60%的环境下储存,且应避免温度骤升骤降,因为这样会导致产品损坏 。
快速充放电的利器 详解超级电容技术超级电容的基本结构 “超级电容器”听起来是个很棒的家伙 。超级电容器作为一种新型的电能存储元件,可以弥补目前锂离子电池功率密度的不足 。目前已应用于军事、新能源汽车和各种机电设备,与锂离子电池形成“交叉火力”时,可大幅提升储能组件的技术指标,以满足近乎苛刻复杂的使用环境 。