根據(jù)超級電容器儲能機制和工作原理的不同,,我們將電化學電容器分為雙電層電容器和法拉第準電容器兩大類,。
那么,,雙電層電容和法拉第準電容的工作原理是什么呢?
第一,,法拉第準電容
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)生高度可逆的化學吸附和氧化還原反應,,產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容,。
對于法拉第準電容器,電荷存儲的過程不僅包括雙電層上的存儲,,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,。
當電解液中的離子(如H、OH-,、K或Li)在外加電場的作用下從溶液中擴散到電極/溶液界面時,,它們將通過界面處的氧化還原反應進入電極表面活性氧化物的體相,從而在電極中儲存大量電荷,。
放電時,,這些進入氧化物的離子會通過上述氧化還原反應的逆反應回到電解液中,儲存的電荷通過外電路釋放出來,,這就是法拉第準電容的充放電機理,。
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抗產(chǎn)生的,。對于電極/溶液系統(tǒng),,在電子傳導電極和離子傳導電解質(zhì)溶液之間的界面上將形成雙電層。
當電場施加在兩個電極上時,,溶液中的陰離子和陽離子分別向正負電極遷移,,在電極表面形成雙電層;電場撤除后,,電極上的正負電荷吸引溶液中帶相反電荷的離子來穩(wěn)定雙電層,,使正負電極之間產(chǎn)生相對穩(wěn)定的電位差。
此時,,對于某一電極,,在一定距離內(nèi)(分散層)會產(chǎn)生與電極上電荷相等的相反離子電荷,使其保持電中性,;當兩極接通外電路時,,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,。
當市電輸入正常時,UPS向負載提供市電電壓。這時候UPS就是一個交流穩(wěn)壓器,,同時也給內(nèi)部電池充電,。當市電中斷(事故停電)時,UPS通過逆變器切換電池的DC電源,,立即向負載提供220V交流電源,,保持負載正常工作,保護負載的軟硬件不受損壞,。UPS通常提供過壓或欠壓保護,。
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