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超級(jí)電容器優(yōu)劣勢(shì)之鋰電池與超級(jí)電容

文章出處:行業(yè)新聞 網(wǎng)責(zé)任編輯: 東莞市平尚電子科技有限公司 閱讀量: 發(fā)表時(shí)間:2022-10-21 06:56:32

超級(jí)電容器優(yōu)劣勢(shì)之鋰電池與超級(jí)電容


       接下來我們?cè)僦v一講電池,以我們常用的鋰電池為例,我們?nèi)绻痖_一顆圓柱電池,會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu),它包含正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。需要注意的是這里的正負(fù)極之間是電解質(zhì),而不是電介質(zhì),解和介這一字之差對(duì)應(yīng)的含義幾乎是完全相反的。

鋰電池

       這里的電解質(zhì)富含著各種的離子,用來幫助電流的傳輸,而電容器中間的電介質(zhì)是絕緣體,用來阻擋電子的流動(dòng)。鋰電池充電的時(shí)候,在正電的鋰離子從正極經(jīng)過電脂質(zhì)移動(dòng)到負(fù)極和電子結(jié)合成新的化合物,放電時(shí)這種化合物在轉(zhuǎn)化成鋰離子再回到了正極,因此整個(gè)過程是化學(xué)反應(yīng),并且可能會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的產(chǎn)物以及釋放熱量和氧氣,整個(gè)過程對(duì)于溫度也會(huì)更加的敏感。同時(shí)電子移動(dòng)的速度也沒有辦法像電容器的物理變化那樣快,而且隨著多次充放電的化學(xué)反應(yīng),電極材料的壽命也會(huì)逐漸的降低,所以鋰電池的穩(wěn)定性,充電速度以及壽命損耗是三大挑戰(zhàn)。


       最后來到今天的主角超級(jí)電容器,我們都想知道它到底憑什么叫超級(jí),和傳統(tǒng)電容器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)相比,超級(jí)電容器一般由正負(fù)電極電解液和隔膜組成的,聽起來是不是很像鋰電池的結(jié)構(gòu)呢?超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和化學(xué)電池之間的儲(chǔ)能器件,我們拿其中的雙電層電容器結(jié)構(gòu)距離平面電極和電介質(zhì)之間充滿著電解液,充電時(shí)在電極表面聚集的電荷,還會(huì)吸引電解質(zhì)中擴(kuò)散的正負(fù)離子,吸附在電極的表面定向排列,形成雙電層結(jié)構(gòu),從而存儲(chǔ)更多電荷。

超級(jí)電容1

       而放電時(shí)電子在電路中流動(dòng)而形成雙電層的正負(fù)離子,就會(huì)從電極表面回到電解液中,整個(gè)充放電只涉及電荷的物理遷移過程,不涉及化學(xué)反應(yīng),電解液也不會(huì)消耗,從而具有10萬次以上的充放電循環(huán)壽命。同時(shí)超級(jí)電容器的電極主要由大比表面積的碳基材料構(gòu)成,比如活性炭、碳納米管石墨烯等等,可以和電解液充分的接觸,從而攜帶的電量更大,電極的表面積可以有多大。以活性炭電極為例,每克的表面積可以達(dá)到1000平方米,讓超級(jí)電容器在同樣的體積下可以攜帶比普通電容器多幾千倍的電量。


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