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超级电容器

1957
  • H. I. Becker
研究人员在电化学实验室分析超级电容器。.

(图片仅供参考)

双电层电容器 (EDLC),又称超级电容器,通过极化电解液以静电方式储存能量。与传统电池不同,它不涉及任何化学反应。它将能量储存在高表面积电极与电解质界面处形成的双电层(亥姆霍兹双层)中。这使得充电和放电速度极快,循环寿命也极长。

双电层电容器(EDLC)的核心原理是利用固体导电电极和液体电解质界面处的电荷分离。电极通常由活性炭或其他具有极高比表面积(高达每克2000平方米)的多孔材料制成。施加电压后,电解质中的离子会向极性相反的电极迁移,形成两层电荷——一层是电极表面的电子层,另一层是电解质中的离子层。这两层电荷被一层分子级薄的绝缘层隔开,这层绝缘层被称为亥姆霍兹层,起到介电层的作用。电容由公式C = εA/d给出,其中ε是电解质的介电常数,A是电极表面积,d是电荷分离距离。巨大的表面积和极小的电荷分离距离(纳米级)使得EDLC具有极高的电容值,比传统电容器高出数千倍。这使得它们能够储存大量的能量,尽管它们的能量密度仍然低于电池。它们的主要优势在于功率密度——即快速输送和吸收电荷的能力。

UNESCO Nomenclature: 2203
- 物理化学

类型

物理设备

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 莱顿瓶的发明(1745年)
  • 亥姆霍兹的双电层理论(19世纪50年代)
  • 多孔碳材料的开发
  • 静电和电容的基本原理

应用程序

  • 公交车、火车和起重机的再生制动
  • 电子设备中存储器的短期电源备份(sram、dram)
  • 可再生能源系统中的电力稳定
  • 发动机冷启动辅助
  • 相机闪光灯

专利:

  • US2800616A

潜在创新理念

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相关术语:超级电容器、EDLC、超电容器、双电层、亥姆霍兹层、活性炭、功率密度、再生制动、静电存储、快速充电。

历史背景

超级电容器

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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