超级电容基础教学

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1、超级电容基础教学前言：昨日突然接到消息当选为实习版主，本來已决定封笔，犹豫Z下决定破例发出一-个纪念版本，不过吸取Z前的险些卷入那个神奇课题组的内部纷争之屮的教训，不再随意把某某人拉出来“游街示众”，毕竟学生在硏究生过程屮多数是受害者，所以“人艰不拆”…当然有没有续集要看大家的反映情况以及本人的心情好坏(:sweat:),至于大家有什么想法或是希望以后有什么内容均可以在下面说明，当然有没有下文是另外一回事(:sweat:)…本帖仅适用于初学者，如果您己经打通任督二脉请B备锁定技能“忽略”，也仅是-傢之言，如有雷同，必定是你“Ctrl+C‘…废话不多说，开始正题，对于初学者來说如

2、果有一本“圣经”级别的教材以供白学当然最好，当然多数情况下大多自学者是摸着石头过河，一来未必有高手愿意指导，二来boss们时刻催促着你“做实验，写论文发文章，出成绩”，因而白己四处看文献现学现卖就成了家常便饭。然而，当你费尽心力看完一堆文献，口以为总算入门的时候，另一堆文献有可能把你原來所学的那点知识完全推翻，文献和文献间的矛盾成了睛天霹雳，很多时候令人抓狂,本來就不明口,文献再來添乱就彻底晕了。其实究其原因也是因为许多半路出家的人写了不少歪经，一开始就走火入魔了，这些歪经一旦流传起来就骇人听闻了，文献中的矛盾多源于基本定义间看似“不太和谐统一”的效果，今天我们就一起來看看那些

3、看似不和谐的定义：(1)比能量与比功率我们习惯上称呼他们为功率密度与能量密度，Z所以这次换个称呼是想提醒人家关键耍看“比什么”，文献中最多的是比质量，准确说是比活性物质质量，单位不同影响很大。其实这两个称谓可以说是实际应用屮区分电池与电容的最直接参数，实际上Z所以超级电容研究的火热也是因为超级电容功率性能的强大，然而其能量性能却不甚理想…直到戸前为止似乎没有发现什么不和谐的地方，我们回想一下大多数论文屮的数据可以得知，人多数情况下大家最喜欢用的是比电容，还是那个活性质量比电容，功率性能大多数情况下消失了，问题就出在这个地方，超级电容和电池在功率和能量特性上是划分区域而归属的，比

4、电容是一路飙升了，但是问题就层出不穷了：(a)被拆散的一对情侣。本来能量与功率特性存在相互制约关系，一个飙升，另一个就耍牺牲了，但是我们现在不考虑功率特性了，比电容可以不受限制一路飙升了…这是一种神逻辑，按照这种逻辑就不存在什么能量守恒了，永动机什么的绝对是小case…不管你是不是信了，反正鬼都不信…(a)比电容我说了算。活性物质质量小点，充放电电流密度小点…反正总能找到各种办法提升比电容，比电容可以达到两三千，但活性物质质量一毫克都不到，在考虑上基底和添加附属材料的质量等因素，实际生产这么干就等着破产吧；至于电流密度减小，做电容为了什么呢，快速充放电啊，为了提升比电容这么干，

5、你还是洗洗睡吧，电容和你八字不合…(b)被扭曲的能量密度。比电容和能量密度是有区别的，我曾经见到个口以为才德兼备的老师问了一句这样的话：“你做氧化钻都做到了800Fg・1,二氧化猛才200Fg-1还做它干什么“，学生当场泪弁…我才不会告诉你能量密度还受电势窗口影响，而口还与其平方对应，考虑上这点二氧化猛就可以做了…(c)我们都只是传说。其实这是一个很容易被误会的问题，其实这两个参数更多时候不是描述”平均状态“，而是描述”最好状态“，其实能量密度述好因为看公式就像是平均状态，好像也没什么分歧，虽然有谋解但是没发生什么错误；但功率密度就比较惨了，很多文献里而的功率密度就是平均状态，

6、更有意思的是由于多数都是从比电容开始计算的，以平均状态计算一下发现好像只有电流在起作用・•・ElectrochemicalCapacitors1O-?伯1101(FIO3Specificenergy(Whkg0Non-fsradaicNonettransferofchargecarbonactivematerialcurrenttcDoubleLayerCapacitorselectrolytePseudocapaciFaradaicChargeTransferthroughsurfaceredoxrepseudocapacmetaloxid另一个好玩的事情就是鹰电容，可以说是

7、双电层与一般电池材料的屮间地带，很多文献歌颂它有望功率密度媲美双电层材料，能量密度媲美电池…要我怎么说呢，酸碱中和Z后会生成一种既酸又碱的诡界存在吗？看看下而这张图就能明白各种些许，其实贋电容材料功率密度不及双电层，但能量密度比它强，能量密度不及电池，但功率密度又扳冋一局，这就是丿赍电容材料独特的夹缝生存Z道，又耍功率又要能量的，小心口己吃不消…ioooo»M/gASNUBoEoQds100101010010001000Chargingtime(s)（2）热力学与动力学其实热力学与动力学在化