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電化學(xué)電容器是什么呢?電化學(xué)電容器是一種介于電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能器件，具有功率高、能耗低、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域中都有一定的應(yīng)用。今天小編主要來(lái)介紹一下電化學(xué)電容器的應(yīng)用，希望可以幫助到大家。
電化學(xué)電容器的應(yīng)用
電化學(xué)電容器(Electrochemical Capacitor, EC)，又稱作超大容量電容器(Ultracapacitor)和超級(jí)電容器(Supercapacitor)。與傳統(tǒng)的電容器相比，電化學(xué)電容器具有更高的比容量。與電池相比，具有更高的比功率，可瞬間釋放大電流，充電時(shí)間短，充電效率高，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，無(wú)記憶效應(yīng)和基本免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因此它在移動(dòng)通訊，消費(fèi)電子，電動(dòng)交通工具，航空航天等領(lǐng)域具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。
電化學(xué)電容器的單元由一對(duì)電極，隔膜和電解質(zhì)組成，兩電極之間為電子阻塞離子導(dǎo)通的隔膜，隔膜及電極均浸有電解質(zhì)。用于電化學(xué)電容器電極材料的主要有碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物等。碳基材料是目前工業(yè)化最成功的超級(jí)電容器電極材料，近來(lái)的研究主要集中在提高材料的比表面積和控制材料的孔徑及孔徑分布。目前的碳基材料主要有:活性炭粉、活性炭纖維、碳?xì)饽z、碳納米管、納米碳纖維等。碳基材料性能穩(wěn)定,價(jià)格便宜,但電極內(nèi)阻較大,不適合在大電流下工作。金屬氧化物主要集中在二氧化釕(RuO2)的研究上，其電導(dǎo)率比碳基材料大兩個(gè)數(shù)量級(jí),且在硫酸溶液中穩(wěn)定,比電容高達(dá)768 F/g ,是目前較理想的金屬氧化物電極材料，但其昂貴的價(jià)格限制了它的廣泛應(yīng)用。因此尋找一種性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉的電極材料成為電化學(xué)電容器研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
研究發(fā)現(xiàn)Co(OH)2可以作為電化學(xué)電容器的替代材料，其比容量小于200F/g，而且制備過(guò)程復(fù)雜。摻雜Al可以提高活性物質(zhì)的電化學(xué)性能，有利于保持電極材料在充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此在Co(OH)2中摻雜Al，形成Co-Al雙氫氧化物結(jié)構(gòu)的電極材料，將其用于超級(jí)電容器，將會(huì)提高超級(jí)電容器的比容量，循環(huán)壽命等電化學(xué)性能，更重要的是Co-Al的使用降低了制造成本，使大規(guī)模應(yīng)用成為可能。
電化學(xué)電容器儲(chǔ)能機(jī)理
從原理上講，電化學(xué)電容器的電能存儲(chǔ)機(jī)理有兩種，一種是將電荷存儲(chǔ)在電極/電解質(zhì)溶液界面處電雙層中，典型的發(fā)高比表面各炭為電極材料;另一種是利用發(fā)生在電極表面的二維或準(zhǔn)二維法拉第反應(yīng)存儲(chǔ)電荷，一般以某些過(guò)渡金屬氧化物為電極材料，典型的代表是二氧化釕(RuO2)。
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