根據(jù)超級(jí)電容器儲(chǔ)能機(jī)制和工作原理的不同,我們將電化學(xué)電容器分為雙電層電容器和法拉第準(zhǔn)電容器兩大類,。
那么,雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容的工作原理是什么呢,?
第一,,法拉第準(zhǔn)電容
理論模型最早是由康威提出的。在電極表面和近表面或體相之間的二維或準(zhǔn)二維空間中,,電活性物質(zhì)在電位下沉積,,發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸附和氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容,。
對(duì)于法拉第準(zhǔn)電容器,,電荷存儲(chǔ)的過(guò)程不僅包括雙電層上的存儲(chǔ),還包括電解質(zhì)離子與電極活性物質(zhì)之間的氧化還原反應(yīng),。
當(dāng)電解液中的離子(如H,、OH-、K或Li)在外加電場(chǎng)的作用下從溶液中擴(kuò)散到電極/溶液界面時(shí),,它們將通過(guò)界面處的氧化還原反應(yīng)進(jìn)入電極表面活性氧化物的體相,,從而在電極中儲(chǔ)存大量電荷。
放電時(shí),這些進(jìn)入氧化物的離子會(huì)通過(guò)上述氧化還原反應(yīng)的逆反應(yīng)回到電解液中,,儲(chǔ)存的電荷通過(guò)外電路釋放出來(lái),,這就是法拉第準(zhǔn)電容的充放電機(jī)理。
二,、雙電層電容
它是由電極/溶液界面上電子或離子的定向排列引起的電荷對(duì)抗產(chǎn)生的,。對(duì)于電極/溶液系統(tǒng),在電子傳導(dǎo)電極和離子傳導(dǎo)電解質(zhì)溶液之間的界面上將形成雙電層,。
當(dāng)電場(chǎng)施加在兩個(gè)電極上時(shí),,溶液中的陰離子和陽(yáng)離子分別向正負(fù)電極遷移,在電極表面形成雙電層,;電場(chǎng)撤除后,,電極上的正負(fù)電荷吸引溶液中帶相反電荷的離子來(lái)穩(wěn)定雙電層,使正負(fù)電極之間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差,。
此時(shí),,對(duì)于某一電極,在一定距離內(nèi)(分散層)會(huì)產(chǎn)生與電極上電荷相等的相反離子電荷,,使其保持電中性,;當(dāng)兩極接通外電路時(shí),電極上的電荷遷移在外電路中產(chǎn)生電流,,溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性,。這就是雙電層電容器的充放電原理。
當(dāng)市電輸入正常時(shí),,UPS向負(fù)載提供市電電壓,。這時(shí)候UPS就是一個(gè)交流穩(wěn)壓器,同時(shí)也給內(nèi)部電池充電,。當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí),,UPS通過(guò)逆變器切換電池的DC電源,立即向負(fù)載提供220V交流電源,,保持負(fù)載正常工作,,保護(hù)負(fù)載的軟硬件不受損壞。UPS通常提供過(guò)壓或欠壓保護(hù),。
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