黃金電容,又叫超級電容器、雙電層電容�、電化學電容�, 法拉電容,通過極化電解�(zhì)來儲能�
黃金電容(法拉電�、超級電容器)是利用電子導體活性炭與離子導體有機或無機電解液之間形成感應雙電荷層原理制成的電容器,它具有體積小、容量大、電壓記憶特性好、可靠性高等特�,因為它容量大,所以可以儲存較多電�,故可在電子�(chǎn)�、工控設�、汽車工�(yè)等領域的一些產(chǎn)品中做后備電源和輔助電源。和充電電池相比,超級電容器具有充電時間�、功率密度高、使用壽命長、低溫特性好及無�(huán)境污染等�(yōu)�,故可在眾多領域取代充電電池,并表現(xiàn)出在某些方面超越充電電池的特點,彌補了充電電池在使用中的不足,如:充電慢,充電電路復�,使用壽命短等缺陷。超級電容器是一種新興的能提供強大脈沖功率的理想�(huán)保型物理二次電源�
超級電容原理并非新技術,常見的超級電容器大多是雙電層結構,同電解電容器相�,這種超級電容器能量密度和功率密度都非常高。同傳統(tǒng)的電容器和二次電池相比,超級電容器儲存電荷的能力比普通電容器�,并具有充放電速度�、效率高、對�(huán)境無污染、循�(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特��
其基本原理為:當向電極充電時,處于理想極化電極狀�(tài)的電極表面電荷將吸引周圍電解�(zhì)溶液中的異性離�,使這些離子附于電極表面上形成雙電荷�,構成雙電層電容。由于兩電荷層的距離非常?。ㄒ�?.5nm以下),再加之采用特殊電極結�,使電極表面積成萬倍的增加,從而產(chǎn)生極大的電容量�
黃金電容超級電容器超級電容器的類型比較多,按不同方式可以分為多種�(chǎn)�,以下作簡單介紹�
按原理分為雙電層型超級電容器和贗電容型超級電容器�
雙電層型超級電容�,包�
1.活性碳電極材料,采用了高比表面積的活性炭材料�(jīng)過成型制備電極�
2.碳纖維電極材�,采用活性炭纖維成形材料,如布、氈等經(jīng)過增�,噴涂或熔融金屬增強其導電性制備電極�
3.碳氣凝膠電極材料,采用前�(qū)材料制備凝膠,經(jīng)過炭化活化得到電極材��
4.碳納米管電極材料,碳納米管具有極好的中孔性能和導電�,采用高比表面積的碳納米管材�,可以制得非常優(yōu)良的超級電容器電��
以上電極材料可以制成�
1.平板型超級電容器,在扣式體系中多采用平板狀和圓片狀的電�,另外也有Econd公司�(chǎn)品為典型代表的多層疊片串�(lián)組合而成的高壓超級電容器,可以達�300V以上的工作電��
2.繞卷型溶劑電容器,采用電極材料涂覆在集流體上,經(jīng)過繞制得到,這類電容器通常具有更大的電容量和更高的功率密度�
贗電容型超級電容器:
超級電容器包括金屬氧化物電極材料與聚合物電極材料,金屬氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作為正極材�,活性炭作為負極材料制備的超級電容器,導電聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等經(jīng)P型或N型或P/N型摻雜制取電�,以此制備超級電容器。這一類型超級電容器具有非常高的能量密�,目前除NiOx型外,其它類型多處于研究階段,還沒有實現(xiàn)�(chǎn)�(yè)化生�(chǎn)�
按電解質(zhì)類型可以分為水性電解質(zhì)和有機電解質(zhì)類型�
水性電解質(zhì),包括以下幾�
1.酸性電解質(zhì),多采用36%的H2SO4水溶液作為電解質(zhì)�
2.堿性電解質(zhì),通常采用KOH、NaOH等強堿作為電解質(zhì),水作為溶劑�
3.中性電解質(zhì),通常采用KCl、NaCl等鹽作為電解�(zhì),水作為溶劑,多用于氧化錳電極材料的電解��
有機電解�(zhì)
通常采用LiClO4為典型代表的鋰鹽、TEABF4作為典型代表的季胺鹽等作為電解質(zhì),有機溶劑如PC、ACN、GBL、THL等有機溶劑作為溶劑,電解�(zhì)在溶劑中接近飽和溶解��
另外還可以分為:
1.液體電解�(zhì)超級電容�,多�(shù)超級電容器電解質(zhì)均為液態(tài)�
2.固體電解�(zhì)超級電容�,隨著鋰離子電池固態(tài)電解液的�(fā)展,應用于超級電容器的電解質(zhì)也對凝膠電解�(zhì)和PEO等固體電解質(zhì)進行研究�
超級電容� - 工藝
超級電容器超級電容器的工藝流程為:配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測→包裝�
超級電容器在結構上與電解電容器非常相�,它們的主要區(qū)別在于電極材�。早期的超級電容器的電極采用碳,碳電極材料的表面積很�,電容的大小取決于表面積和電極的距離,這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離,使超級電容器的容值可以非常大,大多數(shù)超級電容器可以做到法拉級,一般情況下容值范圍可�1-5000F�
超級電容器通常包含雙電�、電解質(zhì)、集流體、隔離物四個部�。超級電容器是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結構獲得超大的電容量�。在超級電容器中,采用活性炭材料制作成多孔電�,同時在相對的兩個多孔炭電極之間充填電解�(zhì)溶液,當在兩端施加電壓時,相對的多孔電極上分別聚集正負電子,而電解質(zhì)溶液中的正負離子將由于電場作用分別聚集到與正負極板相對的界面�,從而形成雙集電��
黃金電容超級電容器如果使用不當會造成電解�(zhì)泄漏等現(xiàn)�;和鋁電解電容器相比,它�(nèi)阻較�,因而不可以用于交流電路�
1、黃金電容超級電容器不同于電�,在某些應用領域,它可能�(yōu)于電�。有時將兩者結合起�,將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結合起來,不失為一種更好的途徑�
2、黃金電容超級電容器在其額定電壓范圍�(nèi)可以被充電至任意電位,且可以完全放出。而電池則受自身化學反應限制工作在較窄的電壓范�,如果過放可能造成性破壞�
3、黃金電容超級電容器的荷電狀�(tài)(SOC)與電壓構成簡單的函�(shù),而電池的荷電狀�(tài)則包括多樣復雜的換算�
4、黃金電容超級電容器與其體積相當?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲更多的能量,電池與其體積相�?shù)某夒娙萜飨啾瓤梢源鎯Ω嗟哪�?。在一些功率決定能量存儲器件尺寸的應用�,超級電容器是一種更好的途徑�
5、黃金電容超級電容器可以反復傳輸能量脈沖而無任何不利影響,相反如果電池反復傳輸高功率脈沖其壽命大打折��
6、黃金電容超級電容器可以快速充電而電池快速充電則會受到損��
7、黃金電容超級電容器可以反復循環(huán)�(shù)十萬次,而電池壽命僅幾百個循�(huán)
1.可作為玩具電動機、語音IC、LED�(fā)光器等小功率電器的驅(qū)動電��
2. 可在太陽能道�、警示燈、航標燈等太陽能�(chǎn)品中代替充電電池做LED的電源�
3. 可用作小型UPS電源
4.可用于電子產(chǎn)品的時鐘芯片、靜�(tài)隨機存貯器、數(shù)�(jù)傳輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。如:數(shù)碼相�5.掌上電腦、電子門�、智能電表、遠程抄表系�(tǒng)、儀器儀�、程控交換機、稅控機、無繩電話等�
6.可在小型充電�(chǎn)品中代替充電電池。如:手搖發(fā)電手電筒�
7.可在水表、煤氣表中作電磁閥的后備電源�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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