超级电容器材质结构分类
超级电容器的结构分类电极材料在大体上可以分为碳材料、导电聚合物、金属氧化物这三类。 因为电极的优劣会直接影响到电容器的性能,它是超级电容器的重要依托。 所以,优质又价廉的电极材料一直以来备受人们的追捧。 下面,我就从电极的材料选取方面来讲述不同材料 电极对于超级电容器的性能的影响。
1.碳材料对于超级电容器的电极的材料选取时间来看,碳材料可以说是被 最早应用上的。 因为其价格低廉,性能优异,所以被看重。从碳材料被应用,一直到现在,大约历经了六十多年的时间。 期间的发展过程,可谓艰辛。碳材料,有着巨大的比表面积,意味着具有的电容量也就越大
2.活性炭之所以选择活性炭材料作为超级电容器的电极材料,是因为活性炭具有较高的电导率。 我们知道,作为活性炭材料,电导率是随着材料的表面积的增加而降低, 而活性炭材料虽然有着很高的比表面积,但是其表面积却很低,所以它会有很高的电导率
3.由于碳纳米管具有非常好的导电性,结晶度高,比表面积大等优点,所以,将碳纳米管作为超级电容器的电极材料是极好的选择。 由于碳纳米管表面有着很大的比表面积以及丰富的官能团,所以对于电荷的吸附能力是非常强的,也能形成双电层,不光具有双电层电容器的 特效,还有氧化还原的能力。 所以,吸收电荷的能力也就随之增强。 据统计,增加了比表面积的碳纳米管在吸收大量的官能团之后,要比活性炭吸附的电荷量多 30%左右。 并且重复循环次数也会显著提升。
4.金属氧化物上世纪九十年代,科学家们通过大量的实验现象表明,一些金属 的氧化物也具有很强的氧化性, 可以用来作为超级电容器的电极材 料。 比如说用电化学沉积法制备的 MnO2 电极材料,比用导电聚合物作为电极材料的电容储备量竟然能高出 40%以上。 而且经过充放电等 2500 次之后,电容量的衰减不到 7%。 这是金属氧化物作为电极的一
个最大的优点,耗损很少。 正如双层电容器的工作原理那样,它的导电原理是通过电极上的导电聚合物的氧化还原来储存能量的。 发生氧化还原反应之后,能在聚合物表面上形成大量的 N 型和 P 型掺杂,使其储存了高密度的电荷,所以会产生一定规模的电容。
1. 导电聚合物正如赝电容器的工作原理那样,它的导电原理是通过电极上的导电聚合物的氧化还原来储存能量的。 发生氧化还原反应之后,能在聚合物表面上形成大量的 N 型和 P 型掺杂,使其储存了高密度的电荷,所以会产生一定规模的电容。 现在的导电聚合物电极材料一般分为三类。
其一,两种电极都是 N 型掺杂。
其二,两种电极都是 P 型掺杂。
其三,两种电极,一个是 N 型掺杂,一种是 P 型掺杂。
并且第三种是两种掺杂类型不同的电极,对阴阳离子的吸附能力要强一些,所以第三种混合掺杂型会使得电容器储存电能的能力大大增强。 虽然它的储存电能的能力很强,并且温度范围宽,但是其造价成本很高,做成的品种和类型也远不如活性炭材料做成的种类多
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