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双电层电容器生产流程

发布时间:2024-04-02 16:45:18

  1. 双电层电容器的工艺
  2. 双电层电容器模型
  3. 超级电容器的电压由什么决定(双电层?

一、双电层电容器的工艺

超级电容器的工艺流程为:配料→混浆→制电极→裁片→组装→注液→活化→检测→包装。

超级电容器在结构上与电解电容器非常相似,它们的主要区别在于电极材料。早期的超级电容器的电极采用碳,碳电极材料的表面积很大,电容的大小取决于表面积和电极的距离,这种碳电极的大表面积再加上很小的电极距离,使超级电容器的容值可以非常大,大多数超级电容器可以做到法拉级,一般情况下容值范围可达1-5000f。

超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔离物四个部件。超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量的。在超级电容器中,采用活性炭材料制作成多孔电极,同时在相对的两个多孔炭电极之间充填电解质溶液,当在两端施加电压时,相对的多孔电极上分别聚集正负电荷,而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上,从而形成双集电层。

二、双电层电容器模型

双电层电容器模型是在列斯实验完成 70 多年后的 1879 年由德国的亥姆霍兹 ( helm-holtz) 提出的,这种电容器模型有时也被称为双电层亥姆霍兹模型。亥姆霍兹设想的双电层是由电荷数量相等而符号相异的两个电荷层组成的,其中一层在固体上,另一层在溶液中,相当于在固/液界面处存在一个电容器,两层之间的距离约一个分子直径,双电层之间的电位随与界面距离的增大而呈线性迅速降低,如图 5 -2,横轴代表与界面的距离,纵轴代表双电层之间的电位。这种双电层中的两个电荷层不能越过固/液界面,类似平板电容器,故亦称之为亥姆霍兹平板双电层结构,平板双电层之外的离子处于热扩散作用下的无序分布状态。

图 5 -2 亥姆霍兹双电层模型

在亥姆霍兹双电层模型中,正负离子整齐地排列于界面层的两侧,电荷分布情况就如同平行板电容器,两个电荷层间的距离很小。

该模型过于简单,与实际情况有很多矛盾,如不能解释带电质点的表面电势与质点运动时固/液两相发生相对移动时所产生的电势差的区别,也不能解释电解质对这种电势差的影响等。

图 5 -3 扩散双电层模型

三、超级电容器的电压由什么决定(双电层?

主要与介质的击穿耐压有关。 在相同的体积情况下,为了得到最大的容量,一是选 取有较大介电系数的介质。二是尽量拉近两极板的距离,就是介质选的较薄,这样电容器的耐压就会降低。

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