超級電容器是什么 超級電容器的原理和分類

一、超級電容器是什么

超級電容器又稱為雙電層電容器、電化學電容器、法拉電容、黃金電容，是指介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。

二、超級電容器的原理

超級電容器是通過電極與電解質之間形成的界面雙層來存儲能量的新型元器件。當電極與電解液接觸時，由于庫侖力、分子間力及原子間力的作用，使固液界面出現穩定和符號相反的雙層電荷，稱其為界面雙層。把雙電層超級電容看成是懸在電解質中的2個非活性多孔板，電壓加載到2個板上。加在正極板上的電勢吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，從而在兩電極的表面形成了一個雙電層電容器。雙電層電容器根據電極材料的不同，可以分為碳電極雙層超級電容器、金屬氧化物電極超級電容器和有機聚合物電極超級電容器。

三、超級電容器特點

與蓄電池和傳統物理電容器相比，超級電容器的特點主要體現在：

1、功率密度高。可達102～104kW/kg，遠高于蓄電池的功率密度水平。

2、循環壽命長。在幾秒鐘的高速深度充放電循環50萬次至100萬次后，超級電容器的特性變化很小，容量和內阻僅降低10%～20%。

3、工作溫限寬。由于在低溫狀態下超級電容器中離子的吸附和脫附速度變化不大，因此其容量變化遠小于蓄電池。商業化超級電容器的工作溫度范圍可達-40℃～ 80℃。

4、免維護。超級電容器充放電效率高，對過充電和過放電有一定的承受能力，可穩定地反復充放電，在理論上是不需要進行維護的。

5、綠色環保。超級電容器在生產過程中不使用重金屬和其他有害的化學物質，且自身壽命較長，因而是一種新型的綠色環保電源。

四、超級電容器分類

對于超級電容器來說，依據不同的內容可有不同的分類方法。

1、根據不同的儲能機理，可將超級電容器分為雙電層電容器和法拉第準電容器兩大類。其中，雙電層電容器主要是通過純靜電電荷在電極表面進行吸附來產生存儲能量。法拉第準電容器主要是通過法拉第準電容活性電極材料（如過渡金屬氧化物和高分子聚合物）表面及表面附近發生可逆的氧化還原反應產生法拉第準電容，從而實現對能量的存儲與轉換。

2、根據電解液種類可分為水系超級電容器和有機系超級電容器兩大類。

3、根據活性材料的類型是否相同，可分為對稱超級電容器和非對稱超級電容器。

4、根據電解液的狀態形式，又可將超級電容器分為固體電解質超級電容器和液體電解質超級電容器兩大類。