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赝电容

赝电容,也称法拉第准电容,是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附,脱附或氧化,还原反应,产生和电极充电电位有关的电容。赝电容不仅在电极表面,而且可在整个电极内部产生,因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。在相同电极面积的情况下,赝电容可以是双电层电容量的10~100倍。

赝电容基本信息

赝电容概述

目前赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。目前对金属氧化物电极电化学电容器所用电极材料的研究,主要是一些过渡金属氧化物, 如a-MnO2'nH20、a-V205·nH20、a-RuO2·nH20、IrO2、Ni0 、H3PM ol2040'nH20、W 03、Pb02、Co304、SrRuO3等,另外还有发展金属的氮化物y-M~N作电极材料。金属氧化物基电容器目前研究最为成功的电极材料主要是氧化钌, 由于贵金属的资源有限,价格过高将限制对它的使用,对于金属氧化物电容器的研究主要在于降低材料的成本,寻找较廉价的材料。

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赝电容造价信息

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赝电容应用

截至2017年,赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。其对金属氧化物电极电化学电容器所用电极材料的研究,主要是一些过渡金属氧化物, 如α-MnOnH2O、α-V2O5·nH2O、α-RuO2·nH2O、IrO2、NiO、H3PMo12O40·nH2O、WO3、PbO2、Co3O4、SrRuO3等,另外还有发展金属的氮化物y-M~N作电极材料。截至2017年,金属氧化物基电容器中,研究最为成功的电极材料主要是氧化钌。但贵金属的资源有限、价格过高等因素将限制对它的使用。对于金属氧化物电容器的研究主要在于降低材料的成本,寻找较廉价的材料。2100433B

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赝电容性质

赝电容是介于传统电容器和电池之间的一种中间状态,虽然电极活性物质因电子传递发生了法拉第反应,但其充放电行为更接近于电容器而非普通电池,因为其充放电行为存在以下特征:

(1) 电容器的电压随储存或释放的电荷量近似线性地变化。

(2) 当电容器的电压随时间线性变化时,所观察到的电流或电容接近于一个常数。

除此之外,赝电容最重要的一个特点是被吸附的离子不会与电极上的原子发生化学反应,而是发生电荷传递。溶液中的离子通过物理吸附的方式靠在电极表面,不产生也不断裂化学键。这个过程是可逆且非常迅速的,电极材料不发生任何相变。

在法拉第电容器中,同时存在着法拉第赝电容和双电层电容两种存储机制。其中法拉第准电容占据绝对主导地位,其功率密度大小由活性物质表面或体相中电解液离子的传输速率和电荷转移速率控制。在电极面积相同的情况下,法拉第准电容的比容量可以是双电层电容比容量的10~100倍。

法拉第赝电容材料的比容量除了与电极材料的微观结构(比表面积、孔隙率和孔径分布等)有关外,还与电极活性物质的种类(元素组成)、晶体结构等因素息息相关。由于法拉第赝电容的充放电速度在一定程度上受到电解液离子在活性物质表面或体相中二维准二维空间上迁移速度的限制,因此法拉第赝电容器的倍率性能与电极材料的晶体结构具有非常密切的关系。

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赝电容常见问题

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赝电容储能机理

赝电容从电化学的角度可以分为三个类型:(1)欠电位沉积;(2)氧化还原赝电容;(3)插层式赝电容。欠电位沉积是溶液中金属离子在其氧化还原电位下,吸附在另一种金属表面形成单层金属层的过程。这一过程是发生在两种不同金属之间的,典型的例子就是利用欠电位沉积法在金电极表面沉积一层铅。氧化还原赝电容是指溶液中的离子电化学吸附到活性物质表面或者近表面,然后与传输来的电子发生氧化还原反应,将电子/离子转化为电荷储存起来的过程。插层式赝电容是针对隧道状或者层状材料的一种新型的赝电容形式。溶液中的离子插层到材料的孔或者层间,进而与周围的原子、传输过来的电子发生氧化还原反应。这种赝电容形式不同于锂电池的插层,不会发生材料的相变。三种类型的赝电容虽然具体的物理化学过程不尽相同,但是其氧化还原反应过程中电荷转移数量和反应电位的关系却遵循着同一公式:

其中,E是电位(V),R是理想气体常数(8.3 J/mol K),T是温度(K),n是电子数,F是法拉第常数(96485 C/mol),X是一个比例系数,代表着表面或者内部孔道结构占据的比例。因此,可以推导出电容的计算方法:

其中m是活性物质的分子质量。从公式中可以看出,E与X并不是完全的线性关系,因此电容并不是一个常数,与物理学的电容不同,所以将其命名为“赝”电容。

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电容参数 电容参数

电容参数

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一、电容的主要参数: 1、 电压 1) 额定电压:两端可以持续施加的电压,一般为直流电压,通常用 VDC。而专用于 交流电的则为交流有效值电压,通常为 VAC。 电容器的交直流额定电压换算关系 直流额定电压 VR/VDC 50 63 100 250 400 630 1000 交流额定电压 VR/VAC 30 40 63 160 200 220 250 2) 浪涌电压:电解电容特有的电压参数,是短时间可以承受的过电压,为额定电压的 1.15 倍。 3) 瞬时过电压:是铝电解电容特有电压参数,为可以瞬时承受的过电压,这个浪涌电 压约为额定电压的 1.3 倍,是铝电解电容的击穿电压。 4) 介电强度:电容额定电压低于电容中介质的击穿电压。一般为额定电压的 1.5~2.5 倍。如:铝电解电容的击穿电压约为额定电压的 1.3 倍;其它介质则通常为 1.75~2 倍以上。 5) 试验电压:薄膜电容

电容 电容

电容

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在把电容装入你的应用装置之前请仔细阅读下面的安装与维护说明。 关于本手册 : 这篇手册介绍了典型的用法。在安装前,请参考我们的产品使用说明书,或者要求我 们对你的特殊要求作出认可。 为了你的安全!不遵守手册指南可能会导致操作失败,爆炸和起火。 如果你有疑问,请与当地的 EPCOS销售单位或发行人联系,取得帮助。 安装与操作时的总体注意事项: ——保证电容外壳有良好的有效的接地。 ——在系统中,与任何故障元件 /区域要有绝缘措施。 ——搬运电容时要小心,由于放电元件故障,即使断开后,电容也有可能会有电。 ——遵守有关的工程实践要求。 ——不要使用 HRC 熔丝来来断电容(否则会有可能引起电弧导致危险) 。 ——一旦施加了电压,同样要考虑电容接线端子、连接母线和电缆,还有任何其他的 与其相连的元件。因为它们是带电的! 存放和操作条件 不要在腐蚀性的空气中,特别是氯化物气体、硫化物气体、酸性、碱

法拉第赝电容简介

法拉第赝电容,继双层电容器后,又发展了赝电容器。赝电容,也称法拉第准电容,是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附,脱附或氧化,还原反应,产生和电极充电电位有关的电容。

赝电容不仅在电极表面,而且可在整个电极内部产生,因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。在相同电极面积的情况下,赝电容可以是双电层电容量的10~100倍。

赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。对金属氧化物电极电化学电容器所用电极材料的研究,主要是一些过渡金属氧化物, 如a—MnO2‘nH20、a—V205·nH20、a—RuO2·nH20、IrO2、Ni0 、H3PM ol2040‘nH20、W 03、Pb02、Co304、SrRuO3等,另外还有发展金属的氮化物y-M~N作电极材料。金属氧化物基电容器研究最为成功的电极材料主要是氧化钌, 由于贵金属的资源有限,价格过高将限制对它的使用,对于金属氧化物电容器的研究主要在于降低材料的成本,寻找较廉价的材料。2100433B

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法拉第赝电容基本简介

继双层电容器后,又发展了赝电容器。赝电容,也称法拉第准电容,是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附,脱附或氧化,还原反应,产生和电极充电电位有关的电容。赝电容不仅在电极表面,而且可在整个电极内部产生,因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。在相同电极面积的情况下,赝电容可以是双电层电容量的10~100倍。

目前赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。目前对金属氧化物电极电化学电容器所用电极材料的研究,主要是一些过渡金属氧化物, 如a-MnO2'nH20、a-V205·nH20、a-RuO2·nH20、IrO2、Ni0 、H3PM ol2040'nH20、W 03、Pb02、Co304、SrRuO3等,另外还有发展金属的氮化物y-M~N作电极材料。金属氧化物基电容器目前研究最为成功的电极材料主要是氧化钌, 由于贵金属的资源有限,价格过高将限制对它的使用,对于金属氧化物电容器的研究主要在于降低材料的成本,寻找较廉价的材料。

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锰氧化物赝电容器电极材料储能过程的原位拉曼研究项目摘要

赝电容器电极材料的储能机制是实现材料的结构与电化学性能优化以及拓展材料应用的物理基础。本项目拟对锰氧化物(包含单一相和混合相)的电化学性能和储能机制展开深入的研究。首先,分别合成单一相的Mn3O4和MnO2,对其充放电性能、循环寿命,及在充放电过程中的晶格结构和价态变化进行原位的拉曼光谱研究,同时辅助原位X射线吸收近边结构谱(XANES)的测试,揭示Mn3O4的储能机制并完善MnO2的储能理论。其次,以单一相为基础,合成混合相,对我们曾首次报道过的混合相锰氧化物电极材料在充放电过程中,不仅锰元素通过价态变化参与能量存储,传统理论中认为比较稳定的氧元素位也存在空穴密度的变化并存储大部分能量的储能机制进行深入的研究,确定这种储能机制的诱发因素。在深入理解储能机制的基础上,优化材料设计,进一步提高材料的电化学性能。

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