雙電層電容:是在電極/溶液界面經(jīng)過電子或離子的定向擺放形成電荷的對峙而發(fā)作的。對一個電極/溶液體系,會在電子導(dǎo)電的電極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層。當(dāng)在兩個電極上施加電場后,溶液中的陰、陽離子分別向正、負(fù)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(fù)電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層安穩(wěn),在正負(fù)極間發(fā)作相對安穩(wěn)的電位差。這時對某一電極而言,會在一定間隔內(nèi)(渙散層)發(fā)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(dāng)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(fā)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(zhǔn)二維空間上,電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積,發(fā)作高度可逆的化學(xué)吸脫贊同氧化復(fù)原反響,發(fā)作與電極充電電位有關(guān)的電容。對于法拉第準(zhǔn)電容,其儲存電荷的進(jìn)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(zhì)發(fā)作的氧化復(fù)原反響。當(dāng)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(kuò)散到電極/溶液界面時,會經(jīng)過界面上的氧化復(fù)原反響而進(jìn)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(jìn)入氧化物中的離子又會經(jīng)過以上氧化復(fù)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(jīng)過外電路而釋放出來,這便是法拉第準(zhǔn)電容的充放電機(jī)理。
(1)充電速度快,充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;
(2)循環(huán)使用壽命長,深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次,沒有“記憶效應(yīng)”;
(3)大電流放電能力超強(qiáng),能量轉(zhuǎn)換效率高,過程損失小,大電流能量循環(huán)效率≥90%;
(4)功率密度高,可達(dá)300W/KG~5000W/KG,相當(dāng)于電池的5~10倍;
(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環(huán)保電源;
(6)超級電容器生產(chǎn)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(shù)高,長期使用免維護(hù);
(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 。
缺點(diǎn)
如果使用不當(dāng)會造成電解質(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;
超級電容模組優(yōu)點(diǎn)
很小的體積下達(dá)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(gòu)成負(fù)面影響;
從環(huán)保的角度考慮,它是一種綠色能源;
超級電容器可焊接,因而不存在像電池接觸不牢固等問題;