超電容與柱型電池 (III)

超電容與電池的差異性

設備和充放電過程

IV. 偽電容器/超電容/電化學電容器

Pseudocapacitors or supercapacitors or electrochemical capacitors

電極較薄,只能容納一層或少量的原子,

電極內部電化學反應/擴散作用速度較快,

此過程稱之為均質輸入,同時也是超電容與其他電容的關鍵差異,

電容器本體中沒有嵌入物質的濃度梯,

因此充放電的速度較電池快,輸出的電功率也較大,

但輸入的原子數量是取決於電極的接觸表面積,並非體積

圖 5:超電容的充放電圖示(均質反應)
Figure 5: Depiction of the charging process of a supercapacitor, where homogeneous insertion occurs.

反應過程與電吸附、電吸收反應極為類似:

圖 6:超電容的充放電圖示(電吸附反應)
Figure 6: Depiction of the charging process of a supercapacitor, where electroadsorption occurs.

根據實驗使用的技術、參數不同,超電容中的電化學過程可能傾向於非限制輸入反應

V. 混合電容器 Hybrid supercapacitors

結合了電雙層型電容器 ELDCs 和超電容的特點-電容和法拉第反應,

通常為不對稱型,一側為 EDLC 電極,另一側為偽電容器電極

若想更深入探討法拉第電流與非法拉第電流間的差異,可進一步閱讀 Biesheuvel 團隊的論文

電容器、EDLCs、超電容、柱型電池的特性比較
Comparative characteristics of capacitors, EDLCs, supercapacitors and insertion batteries

電能比:通常會被誤認為電量密度,意為每質量可傳輸電功率的多寡

實際能量比為總能量除以質量,

此數值經常被誤稱為實際能量密度,單位為 W h kg-1

下列幾個關係式也極為重要:

⬧ Q 為電荷

⬧ t 為時間

資料來源:BioLogic Learning Center – Supercapacitors and insertion batteries: what are the differences?

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