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行(háng)業動态
超級電容器的工作原理
一、法拉第準電容
電阻其理論模型是由Conway首先提出(chū),是在電極表面和近表面或體相中的二維或準二維空間上(shàng),電活性物質進行(háng)欠電位沉積,發生高度可(kě)逆的化學吸脫附和氧化還(hái)原反應,産生與電極充電電位有關的電容。
對于法拉第準電容,其儲存電荷的過程不(bú)僅包括雙電層上(shàng)的存儲,而且包括電解液離子(zǐ)與電極活性物質發生的氧化還(hái)原反應。當電解液中的離子(zǐ)(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場的作用下由溶液中擴散到電極/溶液界面時,會通過界面上(shàng)的氧化還(hái)原反應而進入(rù)到電極表面活性氧化物的體相中,從而使得大量的電荷被存儲在電極中。
放電時,這些進入(rù)氧化物中的離子(zǐ)又會通過以上(shàng)氧化還(hái)原反應的逆反應重新返回到電解液中,同時所存儲的電荷通過外電路而釋放出(chū)來,這就是法拉第準電容的充放電機理。
二、雙電層電容
是在電極/溶液界面通過電子(zǐ)或離子(zǐ)的定向排列造成電荷的對峙而産生的。對一個電極/溶液體系,會在電子(zǐ)導電的電極和離子(zǐ)導電的電解質溶液界面上(shàng)形成雙電層。當在兩個電極上(shàng)施加電場後,溶液中的陰、陽離子(zǐ)分别向正、負電極遷移,在電極表面形成雙電層;撤消電場後,電極上(shàng)的正負電荷與溶液中的相反電荷離子(zǐ)相吸引而使雙電層穩定,在正負極間産生相對穩定的電位差。
這時對某一電極而言,會在一定距離内(分散層)産生與電極上(shàng)的電荷等量的異性離子(zǐ)電荷,使其保持電中性;當将兩極與外電路連通時,電極上(shàng)的電荷遷移而在外電路中産生電流,溶液中的離子(zǐ)遷移到溶液中呈電中性,這便是雙電層電容的充放電原理。
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