雙電層電容器原理是什么?雙電層電容器工藝了解嗎?

雙電層電容器是電容器中一種，雙電層電容器可以可以對(duì)能量進(jìn)行存儲(chǔ)。為增進(jìn)大家對(duì)雙電層電容器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)雙電層電容器的原理、雙電層電容器的工藝予以介紹。如果你對(duì)雙電層電容器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、雙電層電容器及其原理

雙電層電容(Electrical Double-Layer Capacitor)是超級(jí)電容器的一種，是一種新型儲(chǔ)能裝置。

雙電層電容介于電池和電容之間，其極大的容量完全可以作為電池使用。

雙電層電容相比采用電化學(xué)原理的電池，其充放電過(guò)程完全沒(méi)有涉及到物質(zhì)的變化，所以其具有充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。

雙電層電容其雙電層的間距極小，致使耐壓能力很弱，一般不會(huì)超過(guò)20V，所以其通常用作低電壓直流或者是低頻場(chǎng)合下的儲(chǔ)能原件。

雙電層電容用途廣泛。用作起重裝置的電力平衡電源，可提供超大電流的電力;用作車輛啟動(dòng)電源，啟動(dòng)效率和可靠性都比傳統(tǒng)的蓄電池高，可以全部或部分替代傳統(tǒng)的蓄電池;用作車輛的牽引能源可以生產(chǎn)電動(dòng)汽車、替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)、改造現(xiàn)有的無(wú)軌電車;用在軍事上可保證坦克車、裝甲車等戰(zhàn)車的順利啟動(dòng)(尤其是在寒冷的冬季)、作為激光武器的脈沖能源。此外還可用于其他機(jī)電設(shè)備的儲(chǔ)能能源。

雙電層電容是建立在德國(guó)物理學(xué)家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上的一種全新的電容器。眾所周知，插入電解質(zhì)溶液中的金屬電極表面與液面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)符號(hào)相反的過(guò)剩電荷，從而使相間產(chǎn)生電位差。那么，如果在電解液中同時(shí)插入兩個(gè)電極，并在其間施加一個(gè)小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時(shí)電解液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)的作用下會(huì)迅速向兩極運(yùn)動(dòng)，并分別在兩個(gè)電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層，它所形成的雙電層和傳統(tǒng)電容器中的電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的極化電荷相似，從而產(chǎn)生電容效應(yīng)，緊密的雙電層近似于平板電容器，但是，由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離更小得多，因而具有比普通電容器更大的容量。

雙電層電容與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大，因此，可在無(wú)負(fù)載電阻情況下直接充電，如果出現(xiàn)過(guò)電壓充電的情況，雙電層電容將會(huì)開(kāi)路而不致?lián)p壞器件，這一特點(diǎn)與鋁電解電容器的過(guò)電壓擊穿不同。同時(shí)，雙電層電容與可充電電池相比，可進(jìn)行不限流充電，且充電次數(shù)可達(dá)10^6次以上，因此雙電層電容不但具有電容的特性，同時(shí)也具有電池特性，是一種介于電池和電容之間的新型特殊元器件

基本原理為：當(dāng)向電極充電時(shí)，處于理想極化電極狀態(tài)的電極表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使這些離子附于電極表面上形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。由于兩電荷層的距離非常小(一般0.5nm以下)，再加之采用特殊電極結(jié)構(gòu)，使電極表面積成萬(wàn)倍的增加，從而產(chǎn)生極大的電容量

二、電容器工藝

超級(jí)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(cè)→包裝。

超級(jí)電容器在結(jié)構(gòu)上與電解電容器非常相似，它們的主要區(qū)別在于電極材料。早期的超級(jí)電容器的電極采用碳，碳電極材料的表面積很大，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(jí)電容器的容值可以非常大，大多數(shù)超級(jí)電容器可以做到法拉級(jí)，一般情況下容值范圍可達(dá)1-5000F。

超級(jí)電容器通常包含雙電極、電解質(zhì)、集流體、隔離物四個(gè)部件。超級(jí)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(jié)構(gòu)獲得超大的電容量的。在超級(jí)電容器中，采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的兩個(gè)多孔炭電極之間充填電解質(zhì)溶液，當(dāng)在兩端施加電壓時(shí)，相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子，而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上，從而形成雙集電層。

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