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混合型超级电容器(锂离子)的储能特性讲解

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2022-03-23 17:36:00【

电解电容器具有较高的工作电压、良好的阻抗特性和频率响应特性,在电子技术领域已得到了广泛的应用。铝电解电容器漏电流大、容量稳定性较差,钽电解电容器基本可以克服铝电解电容器在性能上的不足。但作为储能元件,电解电容器储能密度较低,还远远满足不了脉冲功率技术等应用领域的要求。

 

混合型超级电容器正是考虑到电解电容器优异的耐压特性,结合钽电解电容器的阳极和电化学电容器的阴极,再加上适当的电解质溶液,组成一种特殊的结构,使他同时具有电解电容器的高耐压与电化学电容器的大容量、高储能密度等优点。

 

锂离子混合超级电容器

 

 

即将阳极用钽电解电容器的阳极代替,阴极依然采用电化学电容器的电极。因为阴极材料的比电容(Cc)很大,与阳极电容量(Ca)相比,可视为Cc>>Ca,超级电容器的总电容CCa。说明该混合型超级电容器的总电容量主要由阳极电容Ca的大小来决定。又因为阴极材料的比电容很大,可以做的很薄,尽量减少其所占空间,剩余的有效空间可以用来扩大阳极。所以,只要在有效的空间内尽可能地提高阳极的电容量,就可以提高混合型超级电容器单位体积的储能密度。

 

由于常规电化学超级电容器内部没有电介质,电解质的击穿电压决定其工作电压很低。而在混合型超级电容器的结构中,借助在阳极表面上形成一层五氧化二钽电介质薄膜,来承担电容器的工作电压。所以,可以保证这种混合型超级电容器在高电压下工作时,电解质不被击穿。该混合型超级电容器是两极不对称结构。因此。它是一个有极性的电容器。混合型超级电容器在工作时,其中大部分电压主要降落在阳极电介质层上,真正降落在电解质和阴极上的电压很小,从而能够使电容器在高电压下安全地工作。

 

混合型超级电容器与常规电化学电容器相比较,虽然电容量减小了,但工作电压却提高了很多。根据电容器的储能公式W=CU²/2可知,储能与电压的二次方成正比,所以,混合型超级电容器仍然具有较高的储能密度

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