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什么是 EDLC(双电层电容器)?

什么是 EDLC(双电层电容器)?

“EDLC”这个词经常用于电池和电力存储设备的类型,但很多人可能不了解其中的内容。

本次,我们将介绍EDLC的定义、特点和类型。

什么是 EDLC?

EDLC(Electric Double Layer Capacitor的缩写)是双电层电容器(capacitor),它是利用对电极表面的吸附力而不是像电池那样利用化学反应来储存电能的一种电容器。这种电容器被归类为对称电容器,其特点是正极和负极都使用活性炭。 (参见“什么是电容器?”)

电解液中浸入导体,当有电流通过正负两极,正负离子将分别吸附在负电极表面和正电极表面,形成一层单分子层,该层外侧的电解液则形成扩散层。这些离子在电极表面形成的层称为双电层。

作为双电层储存的电量与电极比表面成正比。换言之,为了在相同体积的电极中储存更多的电量,就要使用比表面积大的材料。这就是为什么活性炭被广泛用作 EDLC 的电极材料的原因。

EDLC的特点

与积层陶瓷电容器和铝电解电容器相比,EDLC除了具有电容器的快速充放电特性、长期可靠性和安全性等特点外,还利用了活性炭高比表面积,从而将存储电量提升了几个数量级。

由于其容量大,我们经常看到文献将EDLC描述为“超级电容器”,但这是一个注册商标名称,在学术上是不严禁的。如果您遇到这些符号,应该将它们作为 EDLC 来理解。

EDLC商业化已经过去了40多年,与近年来积极开发的混合电容器相比,它们在容量方面已处于劣势。但是,作为电容器,由于其简单易操作性,例如可以完全放电,因此在全球范围内仍被广泛应用。

EDLC 的类型

EDLC 有多种类型。

按材质分类

首先,我根据使用的材料进行分类。

电极和电解质是构成 EDLC 的最重要元素。

其中,如上文提到的经常使用活性炭作为电极材料。

电解质可以大致分为有机(非水)和无机(水系)两类。

换言之,EDLC 可分为有机EDLC 和水性EDLC。

有机 E​​DLC 的优点是可用电压高于水基 EDLC。

这是因为有机电解液的电化学分解电压范围比水系更宽,有机系的耐压在2.3~2.8 V左右,而水系中的耐压为0.8 V左右。

此外,考虑到安全性,使用不易燃电解质的水性EDLC更安全,生产上不必担心水污染,这也是一个工艺优势。选择材料就是从它们的特性出发。

按形状分类

EDLC的另一个分类是按形状分类。

典型的小型EDLC有纽扣式和片式电容器,它们大多安装在基板上,主要用于移动设备的内存备份。

较大的类型的 EDLC有诸如圆柱形、方形和层压封装类型。 这些有时单独用作电池,但在许多领域需要高电压,则需要组成模块来使用,例如电子设备和移动器械的备用电源以及主电源。

关于 EDLC 的总结

怎么样?

我们介绍了 EDLC 的定义、特性和类型。

我们将 EDLC 和锂离子电池混合,并开发和制造利用两者特性的锂离子电容器。如果您有兴趣,请参考。

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