超級電容將替代可充電電池
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標準電容的結構是在兩個(gè)附屬于金屬板上的電極之間夾一層電介質(zhì)層(圖1)。根據電容類(lèi)型不同，電介質(zhì)可以是氧化鋁、四氧化鉭、氧化鈦鋇或聚丙烯聚酯，不同的材料決定了不同的容量和電壓特性(圖2)。電介質(zhì)的多少和極板間的距離也會(huì )影響電容量。然而，極板間最大允許距離限制了電介質(zhì)的數量。
在這種單層結構中，增加電介質(zhì)數量來(lái)提高容量通常是可行的，方法有三種，即增加封裝寬度和極板尺寸、增加封裝長(cháng)度和增加極板距離或這兩種方法的組合。這三種方法都將導致電容器的體積變大，這是增加電容容量必須做出的一種犧牲。
雙電層電容器(EDLC)正如它的字面意義那樣可以解決上述問(wèn)題，它在相同的封裝內增加了第二個(gè)電介層，這個(gè)電介層與第一層在中間隔離物的兩邊并行工作(圖3)。EDLC也采用無(wú)孔電介質(zhì)，如活性碳、碳納米管、炭黑凝膠，并選用導電聚合物，其存儲容量要比標準的電解材料高出許多。額外層和更高效電介材料的這種組合能使電容容量提高近4個(gè)數量級。
不過(guò)，電壓能力是超級電容的薄弱環(huán)節，根源在于電介質(zhì)材料。EDLC中的電介質(zhì)特別薄，只有納米數量級，因此能產(chǎn)生很大的表面積，從而形成更大的容量。但這些很薄的層不具有傳統電介質(zhì)理想的絕緣特性，因此要求較低的工作電壓。
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