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雙電層電容和法拉電容器的優缺點

2019-11-25

雙電層電容:是在電極/溶液界面經過電子或離子的定向擺放形成電荷的對峙而發作的。對一個電極/溶液體系,會在電子導電的電極和離子導電的電解質溶液界面上形成雙電層。當在兩個電極上施加電場后,溶液中的陰、陽離子分別向正、負電極遷移,在電極外表形成雙電層;吊銷電場后,電極上的正負電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層安穩,在正負極間發作相對安穩的電位差。這時對某一電極而言,會在一定間隔內(渙散層)發作與電極上的電荷等量的異性離子電荷,使其堅持電中性;超級電容當將兩極與外電路連通時,電極上的電荷遷移而在外電路中發作電流,溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性,這便是雙電層電容超級電容模組的充放電原理。

法拉電容器:其理論模型是由Conway首先提出,是在電極外表和近外表或體相中的二維或準二維空間上,電活性物質進行欠電位沉積,發作高度可逆的化學吸脫贊同氧化復原反響,發作與電極充電電位有關的電容。對于法拉第準電容,其儲存電荷的進程不只包含雙電層上的存儲,而且包含電解液離子與電極活性物質發作的氧化復原反響。當電解液中的離子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場的作用下由溶液中擴散到電極/溶液界面時,會經過界面上的氧化復原反響而進入到電極外表活性氧化物的體相中,從而使得大量的電荷被存儲在電極中。放電時,這些進入氧化物中的離子又會經過以上氧化復原反響的逆反響從頭返回到電解液中,一起所存儲的電荷經過外電路而釋放出來,這便是法拉第準電容的充放電機理。

扣式雙電層電容器.png

(1)充電速度快,充電10秒~10分鐘可達到其額定容量的95%以上;

(2)循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達1~50萬次,沒有“記憶效應”;

(3)大電流放電能力超強,能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;

(4)功率密度高,可達300W/KG~5000W/KG,相當于電池的5~10倍;

(5)產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環保電源;

(6)超級電容器生產廠家充放電線路簡單,無需充電電池那樣的充電電路,安全系數高,長期使用免維護;

(7)超低溫特性好,溫度范圍寬-40℃~+70℃;

(8)檢測方便,剩余電量可直接讀出;

(9)容量范圍通常0.1F--1000F 。

牛角式雙電層電容器.jpg

缺點

如果使用不當會造成電解質泄漏等現象;

和鋁電解電容器相比,它內阻較大,因而不可以用于交流電路;

超級電容模組優點

很小的體積下達到法拉級的電容量;

無須特別的充電電路和控制放電電路;

和電池相比過充、過放都不對其壽命構成負面影響;

從環保的角度考慮,它是一種綠色能源;

超級電容器可焊接,因而不存在像電池接觸不牢固等問題;

引線式鈦酸鋰電池.jpg

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超級電容器生產廠家.png

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