双电层超级电容器是一种利用双电层原理储存能量的电化学装置,由高比表面积的煤质柱状活性炭、集流体、多孔性电池隔膜及电解液组成,能量以电荷的形式存储在电极材料的界面。充电时,电子通过外加电源从正极流向负极,同时,正负离子从电解液体相中分离并分别移动到电极表面,形成双电层;充电结束后,电极上的正负电荷与电解液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。放电时,电子通过负载从负极流到正极,在外电路中产生电流,正负离子从电极表面被释放进入电解液体相呈电中性。由于活性炭多孔电极可以获得极大的电极表面积,且电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离要小得多,因而这种电容器具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量,故称超级电容器。超级电容器能快速充放电,故在需要高功率充放电的场合,如电动车组合电源、机动车启动电源等,得到广泛应用。
适合用作超级电容器电极材料的煤质柱状活性炭一般应具备:
①高比表面,大于1500m2/g;
②高堆积比重,总孔容小于1.0mL/g;
③高中孔率,孔径12~40A的孔容量大于0.4mL/g,
大于4nm的中孔容量小于0.05mL/g;
④高电导率,大于1.0S/cm;
⑤高纯度,灰分小于0.1%;
⑥高性价比。
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