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高通驍龍|超級電容是什么？與普通電容有何不同？

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高通驍龍|超級電容是什么？與普通電容有何不同？

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超級電容 ， 又名電化學(xué)電容 ， 雙電層電容器、黃金電容、法拉電容 ， 是從上世紀七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲能的一種電化學(xué)元件 。

它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源 ， 是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源 ， 主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能 。 但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ， 這種儲能過程是可逆的 ， 也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次 。
超級電容器結(jié)構(gòu)上的具體細節(jié)依賴于對超級電容器的應(yīng)用和使用 。 由于制造商或特定的應(yīng)用需求 ， 這些材料可能略有不同 。 所有超級電容器的共性是 ， 他們都包含一個正極 ， 一個負極 ， 及這兩個電極之間的隔膜 ， 電解液填補由這兩個電極和隔膜分離出來的兩個的孔隙 。

超級電容器的結(jié)構(gòu)如圖所示 ， 是由高比表面積的多孔化電極材料、多孔性電池隔膜及電解液組成 。 隔膜應(yīng)滿足具有盡可能高的離子電導(dǎo)和盡可能低的電子電導(dǎo)的條件 ， 一般為纖維結(jié)構(gòu)的電子絕緣材料 ， 如聚丙烯膜 。 電解液的類型根據(jù)電極材料的性質(zhì)進行選擇 。

根據(jù)儲能機理的不同可以分為以下兩類：
1、雙電層電容：是在電極/溶液界面通過電子或離子的定向排列造成電荷的對峙而產(chǎn)生的 。 對一個電極/溶液體系 ， 會在電子導(dǎo)電的電極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層 。
當(dāng)在兩個電極上施加電場后 ， 溶液中的陰、陽離子分別向正、負電極遷移 ， 在電極表面形成雙電層；撤消電場后 ， 電極上的正負電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定 ， 在正負極間產(chǎn)生相對穩(wěn)定的電位差 。
這時對某一電極而言 ， 會在一定距離內(nèi)(分散層)產(chǎn)生與電極上的電荷等量的異性離子電荷 ， 使其保持電中性；當(dāng)將兩極與外電路連通時 ， 電極上的電荷遷移而在外電路中產(chǎn)生電流 ， 溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性 ， 這便是雙電層電容的充放電原理 。

2、法拉第準電容：其理論模型是由Conway首先提出 ， 是在電極表面和近表面或體相中的二維或準二維空間上 ， 電活性物質(zhì)進行欠電位沉積 ， 發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸脫附和氧化還原反應(yīng) ， 產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容 。
對于法拉第準電容 ， 其儲存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲 ， 而且包括電解液離子與電極活性物質(zhì)發(fā)生的氧化還原反應(yīng) 。
當(dāng)電解液中的離子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場的作用下由溶液中擴散到電極/溶液界面時 ， 會通過界面上的氧化還原反應(yīng)而進入到電極表面活性氧化物的體相中 ， 從而使得大量的電荷被存儲在電極中 。
放電時 ， 這些進入氧化物中的離子又會通過以上氧化還原反應(yīng)的逆反應(yīng)重新返回到電解液中 ， 同時所存儲的電荷通過外電路而釋放出來 ， 這就是法拉第準電容的充放電機理 。

超級電容的優(yōu)點：
1、很小的體積下達到法拉級的電容量；2、無須特別的充電電路和控制放電電路；
3、和電池相比過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負面影響；
4、從環(huán)保的角度考慮 ， 它是一種綠色能源；

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