导电聚合物:导电聚合物属于新型电极材料,总的来说它还算是赝电容的。它的反应机理是聚合物的分子链中发生去掺杂氧化还原反应和快速可逆的n型、p型氧化产生很高的电容。导电聚合物可以在高电压范围下工作,这能弥补金属氧化物工作电压不高的不足,有一定研究意义。另外,导电聚合物的成本不高,有市场应用前景,现在主要找到一种好的材料提高它的比容量、热稳定性和循环稳定成为研究之重。
复合材料:各种单一材料或许某方面的性能特别好,但总存在着缺陷。现希望将多种材料的优势结合起来,提高超级电容的比容量和稳定性,能够更好的应用于市场,投入到生活当中,这个很具有研究意义,也是现在很多科研人员所思考研究的。
1。2。3 超级电容器的组成
超级电容器的组成包括集流体、电极材料、电解液、多孔性隔膜和金属外壳。
集流体和电极材料合在一起称作电极,集流体的主要作用是使电极的内阻降低,要做到与电极材料接触大,但不与电解质发生反应,并且要做到性能稳定。不同的电解液对应不同的集流体。镍基材料可以用在碱性电解液方面,钛基材料可以用在酸性电解液方面,铝基材料可以用在有机电解液方面。电解液和电极材料的好坏影响到超级电容器的性能和使用寿命,所以至关重要。多孔性隔膜的作用是在保证离子顺利通过的同时防止两个电极发生物理接触,现在主要将玻璃纤维和聚丙烯膜等作为隔膜材料。金属外壳是为了固定和保护内部结构。
1。2。4 超级电容器与锂电池的区别
超级电容器和锂电池的能量存储机理不一样,超级电容器中的双电层电容通过电极和电解液表面间的电荷分离来储存能量,另外一种是法拉第赝电容,它是通过电极材料发生氧化还原反应来储存能量的。而锂电池不一样,它是通过锂离子的脱离和嵌入来存储能量的。
功率密度:超级电容器大于锂电池
能量密度:锂电池大于超级电容器
超级电容器是短时间内迅速充放很大的电流,所以它的功率密度特别高。锂电池适合平缓持续的充放电流,所以它的能量密度高。
超级电容器(双电层)中离子是在液相中扩散的,而锂电池中的锂离子是在固相中扩散的。在液相中浓度随着充放电而发生变化,不出现电压平台。如果固相中的物质的浓度按照1mol/L来说,并且充放电完成之前物质的浓度保持不变(还是1mol/L),所以锂电池在充放电时会出现电压平台。
1。2。5 超级电容器的特点
超级电容器的优点:①功率密度很高
②充放电时间非常短
③使用寿命很长
④工作温度范围很宽
⑤环保污染小
超级电容器的缺点:①能量密度比较低
②自放电率比较高
③漏电电流比较大
1。2。6 超级电容器的应用
超级电容器的高功率、稳定性好、充放电速度快和环保等特性注定它在能源、生活、军事、电子消费、内燃机车、电动机车、航天飞机、无线通信等其他领域有着广泛的应用。