Un condensateur électrique à double couche est un condensateur de grande capacité avec une très faible résistance interne. Il stocke l'énergie électrique dans un champ électrostatique, contrairement à un condensateur ordinaire qui stocke l'énergie dans un champ électrique. Un supercondensateur a une capacité de stockage d'énergie beaucoup plus élevée qu'un condensateur ordinaire et peut être chargé et déchargé beaucoup plus rapidement. De plus, il a une durée de vie plus longue et est beaucoup moins sensible à la température. Les supercondensateurs sont utilisés dans une variété d'applications, de l'électronique grand public aux véhicules électriques.

L'espacement entre les condensateurs à double couche est très petit, ce qui se traduit par une capacité de résistance à la tension très faible, ne dépassant généralement pas 20 V, ils sont donc généralement utilisés comme éléments de stockage d'énergie dans les applications CC basse tension ou basse fréquence. Les condensateurs à double couche sont largement utilisés. Ils peuvent être utilisés comme puissance d'équilibrage de puissance pour les appareils de levage, qui peuvent fournir une grande puissance de courant, et comme puissance de démarrage du véhicule, qui a une efficacité et une fiabilité de démarrage supérieures à celles des batteries traditionnelles, et peut remplacer les batteries traditionnelles en tout ou en partie.

Quelles sont les caractéristiques d'un condensateur double couche ?

1. Haute densité de puissance

Il peut atteindre 102-104W/kg, ce qui est beaucoup plus élevé que le niveau de densité de puissance de la batterie.

2. Longue durée de vie

Après 500 000 à 1 000 000 cycles de charge/décharge profonde à grande vitesse en quelques secondes, les caractéristiques des condensateurs double couche changent très peu, et la capacité et la résistance interne ne diminuent que de 10% à 20%.

3. Large limite de température de travail

Étant donné que les taux d'adsorption et de désorption des ions dans les condensateurs à double couche ne changent pas beaucoup à basse température, le changement de capacité est beaucoup plus faible que celui des batteries. La plage de température de fonctionnement des condensateurs commerciaux à double couche peut atteindre -40℃～+80℃.

Comment fonctionnent les condensateurs à double couche ?

Comparés aux condensateurs électrolytiques en aluminium, les condensateurs à double couche ont une résistance interne plus élevée, de sorte qu'ils peuvent être chargés directement sans résistance de charge, et en cas de charge de surtension, les condensateurs à double couche ouvriront le circuit sans endommager les appareils, ce qui est différent de la panne de surtension des condensateurs électrolytiques en aluminium.

Dans le même temps, par rapport à une batterie rechargeable, le condensateur à double couche peut être chargé sans limite de courant, et le nombre de charges peut être supérieur à 106 fois, de sorte que le condensateur à double couche a non seulement les caractéristiques du condensateur mais a également les caractéristiques de la batterie, qui est un nouveau type de composants spéciaux entre la batterie et le condensateur.

Le principe de base est que lors de la charge de l'électrode, la charge de surface de l'électrode dans l'état d'électrode polarisée idéale attirera les ions anisotropes dans la solution d'électrolyte environnante, de sorte que ces ions se fixeront à la surface de l'électrode pour former une double charge couche, formant un condensateur à double couche. Étant donné que la distance entre les deux couches de charge est très petite (généralement inférieure à 0,5 nm), couplée à la structure d'électrode spéciale, la surface de l'électrode augmente dix mille fois, ce qui se traduit par une grande capacité électrique.

Pourquoi une double couche électrique est-elle importante ?

Une double couche électrique est un phénomène qui joue un rôle fondamental dans le mécanisme de stabilisation électrostatique des colloïdes. Les particules colloïdales acquièrent une charge électrique négative lorsque des ions chargés négativement du milieu de dispersion sont adsorbés sur la surface des particules.

Quelles sont les utilisations d'un condensateur électrique à double couche ?

Les condensateurs électriques à double couche (EDLC) sont des condensateurs haute puissance à haute densité d'énergie qui sont utilisés dans une large gamme d'applications, de l'électronique grand public aux applications industrielles. Les EDLC sont bien adaptés aux applications telles que le conditionnement de puissance, la récupération d'énergie, la puissance d'impulsion et la sauvegarde de la mémoire, et ont été utilisés dans les applications électroniques grand public, automobiles, militaires et médicales.

Les EDLC sont couramment utilisés dans l'électronique grand public tels que les ordinateurs portables, les téléphones portables et les appareils photo numériques. Ils sont également utilisés dans les véhicules électriques comme dispositifs de stockage d'énergie et comme source d'alimentation de secours. Dans les applications automobiles, les EDLC sont utilisés pour améliorer le rendement énergétique et réduire les émissions. Ils sont également utilisés dans des applications militaires telles que le conditionnement de l'alimentation, l'alimentation par impulsions et la sauvegarde de la mémoire. Les EDLC sont également utilisés dans les implants médicaux et les dispositifs médicaux, car ils sont capables de stocker de l'énergie pendant une longue période et sont très fiables.

Quelles sont les différences entre les condensateurs à double couche et les pseudocondensateurs ?

La pseudocapacité, également connue sous le nom de quasi-capacité de Faraday, est le dépôt sous-potentiel de substances électroactives sur la surface de l'électrode ou dans l'espace bidimensionnel ou quasi bidimensionnel dans la phase brute, où la chimisorption, la désorption ou l'oxydation et la réduction sont hautement réversibles. des réactions se produisent, produisant une capacité liée au potentiel de charge de l'électrode.

La pseudocapacité peut être générée non seulement sur la surface de l'électrode mais également à l'intérieur de l'électrode entière, permettant ainsi une capacité électrique et une densité d'énergie plus élevées que la capacité bicouche. Dans le cas d'une même surface d'électrode, la pseudo-capacité peut être 10 à 100 fois supérieure à la capacité bicouche.

Les condensateurs à double couche et les pseudocondensateurs diffèrent par trois aspects principaux ci-dessous :

La stabilité et la conductivité du matériau carboné doivent être bonnes, et la qualité est bien supérieure à la capacité car la bicouche utilise la surface du matériau, tandis que ces oxydes de métaux de transition peuvent utiliser la phase en vrac, mais c'est principalement une valeur théorique, et la durée de vie et la multiplicité sont limitées.

Les condensateurs à double couche stockent l'énergie par adsorption de charge sur la surface de l'électrode, tandis que les pseudo-condensateurs stockent l'énergie par la réaction redox des matériaux d'électrode actifs.

Le condensateur à double couche est divisé en un condensateur à double couche et un pseudo condensateur du mécanisme de stockage d'énergie. Il s'agit d'un nouveau type de dispositif de stockage d'énergie, qui présente les caractéristiques d'une densité de puissance élevée, d'un temps de charge court, d'une longue durée de vie, de bonnes caractéristiques de température, d'économie d'énergie et de protection de l'environnement écologique, etc. Les condensateurs à double couche sont largement utilisés.

Source : QUARKTWIN