超級(jí)電容器內(nèi)部用的活性材料有哪些參數(shù)?

【專家解說(shuō)】：超級(jí)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(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件,但在其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這種儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的,也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。 ◆ 超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子,負(fù)極板吸引正離子,實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層,被分離開(kāi)的正離子在負(fù)極板附近,負(fù)離子在正極板附近。(見(jiàn)圖1) 一、超級(jí)電容器為何不同于傳統(tǒng)電容器其'超級(jí)'在哪? ◆ 超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量,用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越大。 ◆ 傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積,為了獲得較大的容量,導(dǎo)體材料卷制得很長(zhǎng),有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來(lái)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。 ◆ 超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料,該材料的多孔結(jié)夠允許其面積達(dá)到2000m2/g,通過(guò)一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開(kāi)的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。該距離(<10 ?)和傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實(shí)現(xiàn)的距離更小。 ◆ 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(jí)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(jí)”所在。 二超級(jí)電容器有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)? 1、 優(yōu)點(diǎn) ◆ 在很小的體積下達(dá)到法拉級(jí)的電容量; ◆ 無(wú)須特別的充電電路和控制放電電路 ◆ 和電池相比過(guò)充、過(guò)放都不對(duì)其壽命構(gòu)成負(fù)面影響; ◆ 從環(huán)保的角度考慮,它是一種綠色能源; ◆ 超級(jí)電容器可焊接,因而不存在象電池接觸不牢固等問(wèn)題; 2、缺點(diǎn) ◆ 如果使用不當(dāng)會(huì)造成電解質(zhì)泄漏等現(xiàn)象; ◆ 和鋁電解電容器相比,它內(nèi)阻較大,因而不可以用于交流電路; 三、超級(jí)電容器都有哪些應(yīng)用? ◆ 超級(jí)電容器的低阻抗對(duì)于當(dāng)今許多高功率應(yīng)用是必不可少的。對(duì)于快速充放電,超級(jí)電容器小的ESR意味著更大的功率輸出。 ◆ 瞬時(shí)功率脈沖應(yīng)用,重要存儲(chǔ)、記憶系統(tǒng)的短時(shí)間功率支持。 四、應(yīng)用舉例 1、快速充電應(yīng)用,幾秒鐘充電,幾分鐘放電。例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具; 2、在UPS系統(tǒng)中,超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出,作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充; 3、應(yīng)用于能量充足,功率匱乏的能源,如太陽(yáng)能; 4、當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持; 5、小電流,長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放電,例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源; 五、我可以多快給超級(jí)電容器放電? ◆ 超級(jí)電容器可以快速充放電,峰值電流僅受其內(nèi)阻限制,甚至短路也不是致命的。