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双电层电容器

2020-10-16

出处：族谱网

作者：阿族小谱

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概念比较三个电容的原理。左：“正常”的电容器中：电解电容右：双电层电容器在传统的电容器中，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。双电层电容器的原理：插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。双电层电容器没有传统的电介质,而是使用绝缘体隔开。这个绝缘层可以让电解...

概念

比较三个电容的原理。左：“正常”的电容器中：电解电容右：双电层电容器

在传统的电容器中，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。

双电层电容器的原理：插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。双电层电容器没有传统的电介质,而是使用绝缘体隔开。这个绝缘层可以让电解液中的正负离子通过。该电解液本身不能传导电子。所以当充电结束后，电容器内部不会发生漏电（电子不会从一极流向另外一极）。当放电的时候，电极上的电子通过外部电路从一极流向另外一极。结果是电极与电解液中的离子吸附显著降低。从而使电解液中的正负离子重新均匀分布开来。

双电层电容器具有远高于电池的功率密度。

因此，虽然现有的双电层电容器的能量密度是传统电池的1/10，但其功率密度是后者的10至100倍。它们适用于电化学电池（持续的能量释放），静电电容器（瞬间能量释放）之间的应用。

缺点

能量密度低于电化学电池；

存在介质吸收效应；

高自放电 - 大大高于电化学电池；

工作电压低；

非常低的内部电阻允许极快速放电，有发生电火花的危险；

循环周期内电压变化幅度大，放电不平稳，往往需搭配DC-DC电路。

优点

寿命长；

每周期的成本低；