但高分子聚合物材料在循环充放电过程中,会发生体积膨胀及老化,在长期工作时会出现性能恶化、稳定性较差和寿命较短等缺点。导电高分子聚合物电极超级
电容器充放电单体电压变化如图37所示。
④碳镍体系电极超级
电容器碳镍体系电极超级
电容器和其他超级
电容器不同之处是,只有一块碳电极,而另外一块是金属电极,又称为混合电极型超级
电容器。当一块电极的电压产生变化时,另一块电极的极板不会发生极化或发生较小的极化,这样能够充分应用法拉第“准电容”效应原理提高
电容器储存的电能,碳镍体系也叫作“双电层一准
电容器”。碳镍体系超级
电容器采用碳作为一个电极,氧化镍作为另一个电极,综合了双电层
电容器与准电容的储能原理,碳镍体系超级
电容器的结构如图38所示。
(2)超级
电容器的电解质按照超级
电容器采用的电解质不同可分为无机电解液超级
电容器和有机电解液超级
电容器。
①水溶液电解质在超级
电容器中通常采用水溶液电解质,水溶液电解质的比表面积>1000m2 /g,振实密度>0. 4g/cm3,比电容达到240F/g;内阻非常低,电导率高,超级
电容器可以获得较高的比功率。水溶液电解质的提纯、干燥等工艺比较简单,成本较低廉。
但水溶液电解质的单体电压不超过1V,使得采用水溶液电解质的超级
电容器的比能量很难提高。
②有机电解质有机电解质可以提高超级
电容器的电压,以氰化甲烷、碳酸丙烯等作为电解质.比表面积>1000m2 /g,振实密度>0. 3g/cm3,比电容达到150F/g。单体电压可超过2V,并可达瞬间到2. 7 V。超级
电容器的储存能量和电压平方成正比(E=0. 5CU2) 、采用有机电解质可以提高超级
电容器的比能量,使得超级
电容器的比能量达到18W ·/kg、是较理想的电解质(表8)。
但有机电解质超级
电容器的电离比较困难,内阻较高,是水溶液电解质的20-50倍,所以内阻比较大,内阻高表现为超级
电容器的功率会下降巨P=U2/(4R)]。有机电解质对电极材料有腐蚀作用,需要采用特殊净化工艺和对电极涂抹保护层,制造工艺比较复杂。
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