关于双电层电容器的工作原理和特点

双层电容器是将电荷储存在正负碳电极和电解质界面上产生的双层蓄电设备。当进行充放电时，正离子的物理吸附和去除过程是在水平上进行的。由于充放电不随化学变化，其充放电速率非常快，低温特性也很好。此外，理论上存在反复充放电的问题，具有寿命长的特点。

双层电容器的结构构成构成
双层电容器的基本结构是将正负电极零距离放置，挡板在正负电机之间，电级和挡板预浸在电解质中，与锂电池的结构基本相同。
双层电容器的特点
(1)功率高
可达102～104W/kg，远高于电池的功率水平。
(2)循环寿命长
高速深层充放电循环50万至100万次几秒钟后，两层电容器的特性变化很小，容量和内阻只减少了10%～20%。
(3)工作温限宽
由于两层电容器中离子的吸附速率在低温下变化不大，其体积变化远小于电池。商用两层电容器的工作温度范围可达-40℃～ 80℃。
双电层电容器的工作原理
基于德国科学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论，双电层电容器是一种全新的电容器。众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面和液位两侧会有标记相反的过剩电荷，导致相间电位差。然后，如果将两个电级插入电解质中，并施加低于电解质溶液分解电压的电压，电解质中的正负离子将在电场的影响下迅速向两极移动，并在两个电级表面形成密切的电荷层，即双层，其产生的双层类似于传统电容器中电介质在电场影响下产生的极化电荷，从而产生电容效应，紧密的双电层类似于平板电容器。然而，由于紧密的电荷层间距远小于普通电容器之间的距离，其体积远小于普通电容器。
与铝电解电容器相比，双层电容器具有更大的内阻。因此，它可以在没有负载电阻的情况下直接充电。如果过压充电，双层电容器可以在不损坏设备的情况下开路，这与铝电解电容器的过压不同。同时，与可充电电池相比，双层电容器可以进行无限流充电，充电次数可达10^6次左右。因此，双层电容器不仅具有电容器的特性，而且具有电池的特性。它是电池与电容器之间的一种新型独特元件。
基本原理是：当向电级充电时，理想极化电级状态下的电级表面电荷会吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附着在电级表面，产生双电荷层，形成双电层电容。由于两个电荷层之间的距离特别小（一般在0.5nm以下），加上特殊的电极结构，电级面积增加了1万倍，然后产生了很大的容量。 

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