双电层电容原理

发布网友发布时间：2024-10-11 05:28

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热心网友时间：2024-11-06 20:34

双电层电容器是一种基于亥姆霍兹界面双电层理论的新型电容器。其工作原理源自金属电极与电解液接触时形成的两个符号相反的过剩电荷，它们之间产生的电位差。当施加小于电解液分解电压的电压时，正负离子在电场驱使下分别在两极表面密集堆积，形成紧密的双电层，类似传统电容器中电介质的极化电荷效应，产生电容效应。双电层电容器的电容容量显著高于传统电容器，因为其电荷层间距更小。

相比于铝电解电容器，双电层电容器的内阻较大，这使得它可以在无负载电阻的情况下直接充电。在过电压情况下，双电层电容器不会像铝电解电容器那样发生击穿，而是会开路保护器件。其特性介于电池和电容之间，与可充电电池相比，双电层电容支持不限流充电，且能承受百万次以上的充电循环，这使得它具有独特的电容和电池双重功能。

其基本工作原理是，当对电极进行充电时，电极表面会吸附异性离子，形成双电层，这得益于电极表面电荷的吸引作用和极小的电荷层间距（通常小于0.5纳米）。通过特殊的电极设计，大大增加了电极的表面积，从而创造出惊人的电容量。