發(fā)布時間:2024-11-24編輯:超級電容廠家瀏覽:0次
超級電容器的內部構造主要包括電極、電解液、隔膜、集流體和封裝外殼等部分組成,其工作原理根據(jù)儲能機理的不同可分為雙電層電容和法拉第贗電容兩種,以下是其結構拆解及工作原理介紹:
1. 超級電容器內部構造:
- 電極:是超級電容器存儲電荷的關鍵部分,通常由活性炭、碳纖維、碳納米管、金屬氧化物等具有高比表面積的材料制成,以增加電荷存儲容量 。
- 電解液:為離子提供傳輸介質,一般是含有高鋰鹽濃度的有機溶液或離子液體,它能使離子在電極之間移動,實現(xiàn)電荷的存儲和釋放 。
- 隔膜:位于兩個電極之間,是一種多孔的絕緣材料,如紙質隔板、聚合物薄膜等,其作用是防止正負極直接接觸導致短路,同時允許離子通過 。
- 集流體:通常為鋁箔或銅箔,與電極緊密相連,用于收集和傳導電極上的電流,將電荷引出到外部電路 。
- 封裝外殼:一般采用鋁殼、塑料殼等材質,對內部元件起到保護作用,防止外界環(huán)境對其造成損壞,同時也有助于保持電容器的結構完整性 。
2. 超級電容器工作原理:
- 雙電層電容:這是超級電容器最主要的儲能機理。當電極插入電解液中時,電極表面上的凈電荷會從溶液中吸引部分不規(guī)則分配的帶異種電荷的離子,使它們在電極-溶液界面的溶液一側離電極一定距離排列,形成一個電荷數(shù)量與電極表面剩余電荷數(shù)量相等而符號相反的界面層,即雙電層。當在兩端施加電壓時,電解液中的正負離子會分別聚集到兩個電極的表面,形成雙電層,從而實現(xiàn)電荷的存儲。放電時,隨著兩極板間的電位差降低,正負離子電荷返回到電解液中,電子流入外電路的負載,從而實現(xiàn)能量的釋放。
- 法拉第贗電容:在電極表面或體相中的二維或準二維空間上,電極活性物質會進行欠電位沉積,發(fā)生高度可逆的化學吸附脫附或氧化還原反應,產生與電極充電電位有關的電容。其儲能過程可分為表面吸脫附儲能和體相嵌入脫出儲能兩種方式。表面吸脫附儲能是指在外加電場的作用下,電解液中的陽離子從電解液中擴散到溶液/電極的界面上,在電極表面上實現(xiàn)離子的吸附,從而存儲電荷;撤掉電場后,電極表面上吸附的離子發(fā)生脫附,電荷被釋放出來。體相嵌入脫出儲能是指溶液中的陽離子通過界面進入到電極活性物質的體相,發(fā)生氧化還原反應,從而表現(xiàn)出氧化還原贗電容。
下一篇:沒有了
諾芯盛備案號:粵ICP備2022029173號 熱銷型號:紐扣常規(guī)系列 紐扣高溫系列 卷繞常規(guī)系列 卷繞高溫系列