淺談TDK超級電容器

什么是TDK超級電容器？

在電路設(shè)計時，電容器是不可或缺的一類無源元件。經(jīng)過不斷地技術(shù)演進(jìn)，如今的電容器已經(jīng)發(fā)展出多種類型，它們采用不同的材料和工藝，各具特點，在電路中扮演著儲能、平滑、耦合、去耦等角色。在電容器這個大家族中，如果要論儲能方面能力最強(qiáng)的，那肯定是“超級電容器”莫屬了。

EDLC超級電容器原理和特性

超級電容器最常見的一種類型是EDLC雙電層電容器，其之所以具有“超級”的儲能能力，是因為采用了一種特殊的結(jié)構(gòu)。

具體來講，傳統(tǒng)的電容器是由兩個電極以及電極之間的電介質(zhì)構(gòu)成，而EDLC電容器中沒有電介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)中包括：固體的正電極和負(fù)電極、位于正負(fù)極之間的電解液，以及防止正負(fù)極之間接觸短路的隔離層。當(dāng)在EDLC電容器電極上施加電壓時，電解液中的離子受到電極吸附作用，會在正負(fù)電極表面各形成一個能夠存儲電荷的電容結(jié)構(gòu)——就像是兩個串聯(lián)在一起的電容——形成所謂的“雙電層效應(yīng) （Electric Double Layer Effect）”，隨著電解液中離子對電極表面的吸附和脫離，EDLC電容器也就完成了電容的充電和放電。

EDLC電容器“超級”儲能的關(guān)鍵秘笈，主要在于其電極表面涂覆有比表面積非常大的活性炭，讓電解液中的離子盡可能充滿多孔的活性炭表面，以獲得盡可能大的接觸表面積，而由于電容器容量的大小與EDLC兩個電極電氣雙層面積成正比，這就使得EDLC電容器能夠在單位體積內(nèi)提供極高的容值，遠(yuǎn)超其他類型的電容器。

圖1：EDLC超級電容器結(jié)構(gòu)和工作原理（圖源：TDK）

這樣特殊的結(jié)構(gòu)，為EDLC帶來了諸多獨特的優(yōu)勢特性：

靜電容量大

這一點上文已經(jīng)分析過，其靜電容量及能量密度介于電容器和電池（二次電池）之間，因此EDLC超級電容器通常是作為儲能元件來使用的。

審核編輯 黃宇