有一類儲(chǔ)能元件因體積小容量大、充放電速度快等優(yōu)勢(shì)在電子元件市場(chǎng)占據(jù)重要位置,這個(gè)儲(chǔ)能元件就是超級(jí)電容。
超級(jí)電容,又稱電化學(xué)電容,是一種介于傳統(tǒng)電容和電池之間的新型儲(chǔ)能器件利用電場(chǎng)來儲(chǔ)存能量,通過電極和電解液之間的界面形成雙電層結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)電荷。
超級(jí)電容除了體積小容量大、充放電速度快等優(yōu)點(diǎn)外,其功率密度高,比電池的功率密度高,這也是超級(jí)電容在眾多電子元件中脫穎而出,成為高功率應(yīng)用場(chǎng)景和電子設(shè)備的選擇優(yōu)勢(shì)。
為什么超級(jí)電容的功率密度比電池的功率密度高?以下幾方面可以看出:
1、超級(jí)電容的儲(chǔ)能機(jī)制
超級(jí)電容的儲(chǔ)能機(jī)制主要基于雙電層電容和氧化還原反應(yīng)。
雙電層電容是利用電極和電解液界面形成的雙電層來儲(chǔ)存電荷,雙電層的電荷存儲(chǔ)能力強(qiáng),可以存儲(chǔ)大量的電荷,這也是為什么超級(jí)電容功率密度高比電池高。
超級(jí)電容的氧化還原反應(yīng)是通過電極材料表面或近表面的快速可逆的氧化還原來儲(chǔ)存電荷,反應(yīng)速度快,儲(chǔ)能容量變大,超級(jí)電容功率密度也增大。
2、超級(jí)電容的低內(nèi)阻特性
超級(jí)電容的電極材料比表面積高,導(dǎo)電性高,大大減少了超級(jí)電容的內(nèi)阻。低內(nèi)阻使超級(jí)電容的電荷傳輸更順暢,能量損耗變少,從而提高了功率密度。
3、超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠減小電極之間的距離,增加電極與電解液的接觸面積,進(jìn)一步提高傳輸效率,超級(jí)電容的功率密度比電池的要高。
以上是超級(jí)電容的功率密度比電池功率密度要高的原因。