雙電層電容器的工作原理是什么?有哪些特點(diǎn)?
雙電層電容器與鋁電解電容器相比內(nèi)阻較大,因此,可在無負(fù)載電阻情況下直接充電,如果出現(xiàn)過電壓充電的情況,雙電層電容器將會(huì)路而不致?lián)p壞器件,這一特點(diǎn)與鋁電解電容器的過電壓擊穿不同。
同時(shí),雙電層電容器與可充電電池相比,可進(jìn)行不限流充電,且充電次數(shù)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。
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),使電極表面積成萬倍的增加,從而產(chǎn)生極大的電容量,雙電層電容器原理圖如下:
雙電層電容器的特點(diǎn):
(1)功率密度高
可達(dá)102~104W/kg,遠(yuǎn)高于蓄電池的功率密度水平。
(2)循環(huán)壽命長
在幾秒鐘的高速深度充放電循環(huán)50萬次至100萬次后,雙層電容器的特性變化很小,容量和內(nèi)阻僅降低10%~20%。
(3)工作溫限寬
由于在低溫狀態(tài)下雙層電容器中離子的吸附和脫附速度變化不大,因此其容量變化遠(yuǎn)小于蓄電池。商業(yè)化雙層電容器的工作溫度范圍可達(dá)-40℃~+80℃。