雙電層電容器
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雙電層電容器(英語:Electrostatic double-layer capacitor)有時也稱為電雙層電容器,或超級電容器,是擁有高能量密度的電化學電容器,比傳統的電解電容容量高上數百倍至千倍不等,[1]其容量和性能介於電解電容和蓄電池之間。超級電容的吞吐速度可比電池快得多,充放電周期也遠多於蓄電池。[2]
一個標準電池大小的電解電容為幾十微法拉,但同樣大小的EDLC的則可以達到幾法拉,差別可達五個數量級。截至在2010年,最高商業化雙電層電容器的能量密度為30 W⋅h/kg (0.1 MJ/kg)。高達85 W⋅h/kg的能量密度已在室溫實驗室實現,但仍然比鋰離子電池低,不到鋰電池的 10%[3][4]。2011年,在實驗室的雙電層電容器的能量密度提高一個數量級。EDLC的價格亦正在下降:在2000年成本為5,000美元的3 kF電容在2011年只需50美元。
雙電層電容器主要用於需要快速充放電/放電周期較多的能源儲存領域,而非通用電路元件,特別適用於精密能源控制和瞬間負載設備。在交通運輸業中,雙電層電容器常用於回饋制動、短期能量存儲或突發狀況時的電力輸送。EDLC也有作為能量儲存和動能回收系統設備在車輛使用,另外亦有用於其他小型系統,例如需要快速充/放電的家用太陽能系統。較小的雙電層電容器多充當SRAM的備用電源。
超級電容器不使用傳統的固體電介質,而使用電靜力雙層電容器(Electrostatic double-layer capacitor)和電化學贗電容器(Electrochemical Pseudocapacitor)[5],兩者都對電容器的總電容量有所貢獻,也有一些區別。
傳統電解電容器始終存在一個介電層,所謂的電解液(如二氧化錳或導電聚合物)實際上充當着陰極/正極;而雙電層電容器的電解液在兩電極之間形成離子導體,通過不對稱的電極設計使其極化,或因在製造過程中應用的電位差異而被極化。