電気二重層コンデンサは、内部抵抗が非常に低い大容量コンデンサです。通常のコンデンサが電場にエネルギーを蓄積するのとは対照的に、静電場に電気エネルギーを蓄積します。スーパーキャパシタは、通常のキャパシタよりもはるかに高いエネルギー貯蔵容量を持ち、より速く充電および放電できます。さらに、寿命が長く、温度の影響を受けにくいです。スーパーキャパシタは、家庭用電化製品から電気自動車に至るまで、さまざまな用途に使用されています。

二重層コンデンサ間の間隔は非常に狭いため、耐電圧能力が非常に弱く、通常は 20V を超えないため、通常、低電圧 DC または低周波アプリケーションでエネルギー貯蔵素子として使用されます。二重層コンデンサは広く使用されています。これらは、大電流電力を供給できる昇降装置のパワーバランス電源として、また従来のバッテリーよりも高い始動効率と信頼性を備え、従来のバッテリーの全体または一部を置き換えることができる車両始動電源として使用できます。

二重層コンデンサの特徴は何ですか?

1. 高い電力密度

102～104W/kgに達する可能性があり、これはバッテリーの電力密度レベルよりもはるかに高くなります。

2.長いサイクル寿命

数秒間に 500,000 ～ 1,000,000 回の高速で深い充放電サイクルを行っても、二重層コンデンサの特性はほとんど変化せず、容量と内部抵抗は 10% ～ 20% しか減少しません。

3. 広い使用温度限界

二重層コンデンサは低温下ではイオンの吸脱着速度があまり変化しないため、電池に比べて容量変化が非常に小さくなります。市販の二重層コンデンサの使用温度範囲は-40℃～+80℃に達します。

二重層コンデンサはどのように機能するのでしょうか?

二重層コンデンサはアルミ電解コンデンサと比較して内部抵抗が高いため、負荷抵抗なしで直接充電でき、過電圧充電の場合には二重層コンデンサが回路を開き、デバイスに損傷を与えません。アルミ電解コンデンサの過電圧破壊とは異なります。

同時に、二次電池と比較して、二重層コンデンサは電流制限なしで充電でき、充電回数は106回以上可能であるため、二重層コンデンサはコンデンサの特性を備えているだけでなく、バッテリーとキャパシタの間の新しいタイプの特殊コンポーネントであるバッテリーの特性も備えています。

基本原理は、電極を充電すると、理想的な分極電極状態にある電極の表面電荷が周囲の電解質溶液中の異方性イオンを引き寄せ、これらのイオンが電極の表面に付着して二重電荷を形成するというものです。層、二重層コンデンサを形成します。2つの電荷層間の距離は非常に小さいため（通常0.5nm未満）、特殊な電極構造と相まって、電極の表面積は1万倍に増加し、大きな電気容量が得られます。

電気二重層はなぜ重要なのでしょうか?

電気二重層は、コロイドの静電的安定化のメカニズムにおいて基本的な役割を果たす現象です。コロイド粒子は、分散媒中のマイナスに帯電したイオンが粒子表面に吸着すると、マイナスの電荷を帯びます。

電気二重層コンデンサの用途は何ですか?

電気二重層コンデンサ (EDLC) は、家庭用電化製品から産業用アプリケーションまで、幅広いアプリケーションで使用される高出力、エネルギー密度の高いコンデンサです。EDLC は、パワーコンディショニング、エネルギーハーベスティング、パルスパワー、メモリバックアップなどの用途に適しており、家庭用電化製品、自動車、軍事、医療用途で使用されています。

EDLC は、ラップトップ コンピューター、携帯電話、デジタル カメラなどの家電製品で一般的に使用されています。また、電気自動車のエネルギー貯蔵装置やバックアップ電源としても使用されます。自動車用途では、EDLC は燃料効率を向上させ、排出ガスを削減するために使用されます。また、パワーコンディショニング、パルス電源、メモリバックアップなどの軍事用途でも使用されています。EDLCはエネルギーを長期間保存でき信頼性が高いため、医療用インプラントや医療機器にも使用されています。

二重層コンデンサと擬似コンデンサの違いは何ですか?

ファラデー準容量としても知られる擬似容量は、電極表面上、またはバルク相の 2 次元または準 2 次元空間における電気活性物質の低電位堆積であり、高度に可逆的な化学吸着、脱離、または酸化と還元が行われます。反応が起こり、電極の充電電位に関連する静電容量が生成されます。

擬似静電容量は電極表面だけでなく電極内部全体にも発生させることができるため、二重層静電容量よりも高い電気容量とエネルギー密度が得られます。同じ電極面積の場合、擬似静電容量は二重層静電容量よりも 10 ～ 100 倍大きくなる可能性があります。

二重層コンデンサと擬似コンデンサは、以下の 3 つの主な点で異なります。

炭素材料の安定性と導電性は良好である必要があり、二重層は材料の表面を利用するため、品質は静電容量よりもはるかに高くなりますが、これらの遷移金属酸化物はバルク相を利用できますが、これは主に理論値であり、サイクル寿命と多重度には制限があります。

二重層コンデンサは電極表面での電荷の吸着によってエネルギーを蓄積しますが、擬似コンデンサは活性電極材料の酸化還元反応によってエネルギーを蓄積します。

二重層キャパシタはエネルギー貯蔵の仕組みから二重層キャパシタと擬似キャパシタに分けられます。これは、高出力密度、短い充電時間、長寿命、優れた温度特性、省エネ、グリーン環境保護などの特徴を備えた新しいタイプのエネルギー貯蔵デバイスです。二重層コンデンサは広く使用されています。

出典：クォークツイン