隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的人們對生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綠色能源的應(yīng)用越來越重視，超級電容作為一種新型的儲能元件引起了人們的廣泛重視與關(guān)注。超級電容器是通過電極與電解質(zhì)之間形成的界面雙層來存儲能量的新型元器件，它是一種具有超級儲電能力、可提供強(qiáng)大脈動功率的物理二次電源，它的出現(xiàn)填補(bǔ)了傳統(tǒng)的靜電電容器和化學(xué)電源之間的空白。

超級電容器由兩個平板電極組成，正負(fù)電荷分別在兩個極板上聚集，隨著電量累積，電壓逐漸增加，直到極板間的介質(zhì)被擊穿。

當(dāng)電極與電解液接觸時，由于庫侖力、分子間力及原子間力的作用，使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定和符號相反的雙層電荷，稱其為界面雙層。把雙電層超級電容看成是懸在電解質(zhì)中的2個非活性多孔板，電壓加載到2個板上。加在正極板上的電勢吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，從而在兩電極的表面形成了一個雙電層電容器。雙電層電容器根據(jù)電極材料的不同，可以分為碳電極雙層超級電容器、金屬氧化物電極超級電容器和有機(jī)聚合物電極超級電容器。

雙電層超級電容是懸在電解質(zhì)中的兩個非活性多孔板，電壓加載到兩個板上。加在正極板上的電勢吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，從而在兩電極的表面形成了一個雙電層電容器。一個超級電容單元的電容量高達(dá)幾法至數(shù)萬法[2]由于這種結(jié)構(gòu)采用特殊的工藝，使其等效電阻很低，電容量很大、內(nèi)阻較小，使得超級電容具有很高的尖峰電流，因此超級電容具有很高的比功率，它的功率密度是電池的50～100倍，可達(dá)到10×103W/kg左右，此特點讓超級電容非常適合應(yīng)用在短時大功率的場合。

超級電容如果按儲能機(jī)理主要分為三類：

①由碳電極和電解液界面上電荷分離產(chǎn)生的雙電層電容；

②采用金屬氧化物作為電極，在電極表面和體相發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生可逆化學(xué)吸附的法拉第電容；

③由導(dǎo)電聚合物作為電極而發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電容。雙電層超級電容是靠極化電解液來儲存電能的一種新型儲能裝置，由于雙電層電容的充放電純屬于物理過程，其循環(huán)次數(shù)高，充電過程快，因此比較適合在電動車中應(yīng)用。

超級電容的優(yōu)缺點

1. 免維護(hù)

2. 充電速度快。

3. 循環(huán)壽命長。

4. 能量轉(zhuǎn)換效率高。

5. 功率密度高。

6. 高充放電效率。

7. 工作溫限寬。

8. 檢測控制方便。

9.綠色環(huán)保

10. 原材料生產(chǎn)、使用、存儲及拆解過程均無污染，是理想的綠色環(huán)保電源；安全系數(shù)高，長期使用免維護(hù)。

文章整合自：與非網(wǎng)、鋸大網(wǎng)、機(jī)電之家

審核編輯：鄢孟繁