超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)

1、超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)1.超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)圖一為超級(jí)電容器的模型，超級(jí)電容器中，多孔化電極采用活性炭粉和活性炭和活性炭纖維，電解 液采用有機(jī)電解質(zhì)，如碳酸類或乙睛類。工作時(shí)，在可極化電極和電解質(zhì)溶液之間界面上形成的雙電層 中聚集的電容量c由下式確定：其中&是電解質(zhì)的介電常數(shù)，a是由電極界面到離子中心的距離， 是電極界面的表面面積。圖1超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)框圖由圖1中可見，其多孔化電極是使用多孔性的活性碳有極大的表面 積在電解液中吸附著電荷，因而將具有極大的電容量并可以存儲(chǔ)很大的 靜電能量，超級(jí)電容器的這一特性是介于傳統(tǒng)的電容器與電池之間。電 池相較之間，盡管這能量密度是5%或是更少，但是這能量的儲(chǔ)

2、存方式,也可以應(yīng)用在傳統(tǒng)電池不足之處與短時(shí)高峰值電流之中。這種超級(jí)電容 器有幾點(diǎn)比電池好的特色。1.2工作原理超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器，原理示意圖如圖2。當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種 正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電 荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液 界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正

3、常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過程始 終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。1.3主要特點(diǎn)由于超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)及工作原理使其具有如下特點(diǎn)：電容量大，超級(jí)電容器采用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極與電®I®I®I®I®I®I®l國(guó)lelele，le&LGIGle解液接觸的面積大大增加，

4、根據(jù)電容量的計(jì)算公式， 那么兩極板的表面積越大,則電容量越大。因此，一般雙電層電容器容量很容易超過電容器的容量范圍驟然躍升了量可達(dá)5000F以上。充放電壽命很長(zhǎng)，可達(dá)1F,它的出現(xiàn)使普通34個(gè)數(shù)量級(jí)，目前單體超級(jí)電容器的最大電容500 000次，或50000小時(shí)，而蓄電池的充放電圖2超級(jí)電容器結(jié)構(gòu) 壽命很難超過2000次，框圖可以提供很高的放電電流（如2700F的超級(jí)電容器額定放電電流不低于950A ,放電峰值電流可達(dá) 1680A , 一般蓄電池通常不能有如此高的放電電流些高放電電流的蓄電池在雜如此高的放電電流下的使用壽命將大大縮短o .可以數(shù)十秒到數(shù)分鐘內(nèi)快速充電，而蓄電池再如此短的時(shí)間內(nèi)充滿電將是極危險(xiǎn)的或幾乎不可 能。 .可以在很寬的溫度范圍內(nèi)正常工作(-40+70 C)而蓄電池很難在高溫特別是低溫環(huán)境下工作。 .超級(jí)電容器用的材料是安全的和無毒的，而鉛酸蓄電池、鐐鎘蓄電池軍具有毒性。 等效串聯(lián)電阻E