双电层电容器的运作原理

简介：
双电层电容器通过在多孔碳电极与电解液界面形成的电荷分离来储能，利用快速离子扩散实现高效能量存储和释放。 双电层电容器的工作原理与铝电解电容器相比，其内阻较大，因此可以在无负载电阻的情况下直接充电。如果出现过电压情况，双电层电容器会断开电路而不损坏器件，这不同于铝电解电容器的过压击穿特性。此外，相较于可充电电池，双电层电容器可以进行不限流充电，并且其循环寿命可达百万次以上。 这种元件结合了传统电容和电池的优点，在储能应用中具有独特的优势。当向双电层电容器的两个极板施加电压时，理想状态下的极化表面会吸引电解质溶液中的异种离子并附着在其表面上形成双电荷层，从而产生一个巨大的存储容量。 这种类型的电容器的特点包括： - 高功率密度：可以达到每千克102到104瓦的水平，远超普通电池。 - 超长循环寿命：在经历50万至100万个充放电周期后（每个周期仅几秒钟），双层电容的性能变化很小，容量和内阻分别只减少约10%至20%。 - 宽工作温度范围：即使在低温条件下，其内部离子吸附与释放的速度影响不大。