法拉電容屬于雙電層電容器,它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種,其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。接下來,為大家詳細說下法拉電容的作用和工作原理。
一、法拉電容的作用
1.法拉電容可以將分離出的電荷中能量存儲下來,用于存儲電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越,所以可以充當電容使用。
2.法拉電容的面積是基于多孔炭材料,該材料的多孔結(jié)構(gòu)允許其面積達到2000m2/g,通過一些措施可實現(xiàn)更大的表面積。法拉電容電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺寸決定的。法拉電容可以使得該距離比傳統(tǒng)電容器薄膜材料所能實現(xiàn)的距離更小,所以法拉電容的容量要比普通電容器大得多。
3.法拉電容憑借其龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離可以產(chǎn)生巨大的靜電容量。
二、法拉電容的工作原理
法拉電容是利用雙電層原理的電容器。當外加電壓加到法拉電容的兩個極板上時,與普通電容器一樣,極板的正電極存儲正電荷,負極板存儲負電荷,在法拉電容的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下,在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷,以平衡電解液的內(nèi)電場,這種正電荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上,以正負電荷之間極短間隙排列在相反的位置上,這個電荷分布層叫做雙電層,因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時,電解液界面上電荷不會脫離電解液,法拉電容為正常工作狀態(tài)(通常為3V以下),如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時,電解液將分解,為非正常狀態(tài)。由于隨著法拉電容放電 ,正、負極板上的電荷被外電路泄放,電解液的界面上的電荷響應減少。由此可以看出法拉電容的充放電過程始終是物理過程,沒有化學反應。因此性能是穩(wěn)定的,與利用化學反應的蓄電池是不同的。