超級電容將替代可充電電池
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標準電容的結構是在兩個附屬于金屬板上的電極之間夾一層電介質層(圖1)。根據電容類型不同，電介質可以是氧化鋁、四氧化鉭、氧化鈦鋇或聚丙烯聚酯，不同的材料決定了不同的容量和電壓特性(圖2)。電介質的多少和極板間的距離也會影響電容量。然而，極板間最大允許距離限制了電介質的數量。
在這種單層結構中，增加電介質數量來提高容量通常是可行的，方法有三種，即增加封裝寬度和極板尺寸、增加封裝長度和增加極板距離或這兩種方法的組合。這三種方法都將導致電容器的體積變大，這是增加電容容量必須做出的一種犧牲。
雙電層電容器(EDLC)正如它的字面意義那樣可以解決上述問題，它在相同的封裝內增加了第二個電介層，這個電介層與第一層在中間隔離物的兩邊并行工作(圖3)。EDLC也采用無孔電介質，如活性碳、碳納米管、炭黑凝膠，并選用導電聚合物，其存儲容量要比標準的電解材料高出許多。額外層和更高效電介材料的這種組合能使電容容量提高近4個數量級。
不過，電壓能力是超級電容的薄弱環(huán)節(jié)，根源在于電介質材料。EDLC中的電介質特別薄，只有納米數量級，因此能產生很大的表面積，從而形成更大的容量。但這些很薄的層不具有傳統(tǒng)電介質理想的絕緣特性，因此要求較低的工作電壓。
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