法拉第电容又称超级电容器、双电层电容器、黄金电容,是一种新型的储能原件,它兼有物理电容器和电池的特性,能提供比物理电容器更高的能量密度,比电池具有更高的功率密度和更长的循环寿命,并且这种电容器己在工业领域实现产业化和实际应用。如在考虑到环保需要而设计开发的电动汽车和复合电动汽车的动力系统中,若单独使用电池将无法满足动力系统的要求,然而将高功率密度电化学电容器与高能量密度电池并联组成的混合电源系统既满足了高功率密度的需要,又满足了高能量回收的需要。高能量密度、高功率密度的电化学电容器正在成为人们研究的热点。
法拉第电容结构上的具体细节依赖于对法拉第电容的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求,这些材料可能略有不同。所有法拉第电容的共性是,他们都包含一个正极,一个负极,及这两个电极之间的隔膜,电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。
法拉第电容的结构如图1所示.是由高比表面积的多孔电极材料、集流体、多孔性电池隔膜及电解液组成。电极材料与集流体之间要紧密相连,以减小接触电阻;隔膜应满足具有尽可能高的离子电导和尽可能低的电子电导的条件,一般为纤维结构的电子绝缘材料,如聚丙烯膜。电解液的类型根据电极材料的性质进行选择。
图1 法拉第电容的基本结构
上图中各部分为:(1):聚四氟乙烯载体;(2)(4):活性物质压在泡沫镍集电极上;(3):聚丙烯电池隔膜。
法拉第电容的部件从产品到产品可以有所不同。这是由法拉第电容包装的几何结构决定的。对于棱形或正方形封装产品部件的摆放,内部结构是基于对内部部件的设置,即内部集电极是从每个电极的堆叠中挤出。这些集电极焊盘将被焊接到终端,从而扩展电容器外的电流路径。
对于圆形或圆柱形封装的产品,电极切割成卷轴方式配置。将电极箔焊接到终端,使外部的电容电流路径扩展。