容器和法拉第赝电容器两大类。一般将碳基材料为电极的电容器为双电层电容器,其储能机理为双电层储能;而将在充放电过程中发生氧化还原反应,能形成法拉第赝电容的电容器称为法拉第赝电容器或法拉第准电容器,以贵金属氧化物RuO2为电极材料制备的电容器最具代表性;近几年又出现了导电聚合物为电极材料的电容器,同样也属于法拉第赝电容器的范畴。实际上超级电容器的电容同时包含了双电层电容和法拉第赝电容,只不过两者所占的比例不同。Р1.4.1 双电层电容器Р传统电容器是在相向的金属平板电极间夹持介电常数高的物质(如云母),当两极间施加电压时可存储符号相反的电荷,并能很快地放出,即以纳秒脉冲方式操作,其存储电荷容量很小,每平方厘米仅为皮(Pico-,10-12)至纳(Nano-,10-9,)法拉(farads)级,是一种物理电容器。EDLC与传统电容器相比,其物理现象和组成材料明显不同,双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的。一对固体电极浸在电解质溶液中,当施加低于溶液的分解电压时,在固体电极与电解质溶液的不同两相间,电荷会在极短距离内分布、排列。作为补偿,带正电荷的正极会吸引溶液中的负离子,相反,负极就会吸引正离子,从而形成紧密电双层(Electric Double Layers),在电极和电解液界面存储电荷,由于界面上存在于位垒,两层电荷都不能越过边界彼此中和,过程中的电流基本上是由电荷重排而产生的位移电流,伴随双电层的形成,在电极界面形成的电容被称为双电层电容。能量以电荷或浓缩的电子存储在电极材料的表面,充电时电子通过外电源从正极传到负极,同时电解质本体中的正负离子分开并移动至电极表面;放电时电子通过负载从负极移至正极,正负离子则从电极表面释放并移动返回电解质本体中。Р为形成稳定的双电层,必须采用不和电解液发生反应且导电性能良好的电极材料,还应施加直流电压,促使电极和电解液界面发生“极化”。
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