超級電容電池工作原理

超級電容的容量比通常的電容器大得多。由于其容量很大，對外表現和電池相同，因此也稱作“電容電池”或說“黃金電池”。超級電容器電池也屬于雙電層電容器，它是目前世界上已投入量產的雙電層電容器中容量最大的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器相同，都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。

傳統物理電容中儲存的電能來源于電荷在兩塊極板上的分離，兩塊極板之間為真空（相對介電常數為1）或一層介電物質（相對介電常數為ε）所隔離，電容值為：C=ε·A/3.6πd·10-6（μF）其中A為極板面積，d為介質厚度。

所儲存的能量為：E=C（ΔV）2/2，其中C為電容值，ΔV為極板間的電壓降。

可見，若想獲得較大的電池電容量，儲存更多的能量，必須增大面積A或減少介質厚度d，但這個伸縮空間有限，導致它的儲電量和儲能量較小。超級電容采用活性炭材料制作成多孔電極，同時在相對的碳多孔電極之間充填電解質溶液，當在兩端施加電壓時，相對的多孔電極上分別聚集正負電子，而電解質溶液中的正負離子將由于電場用途分別聚集到與正負極板相對的界面上，從而形成兩個集電層，相當于兩個電容器串聯，由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積（即獲得了極大的電極面積A），而且電解液與多孔電極間的界面距離不到1nm（即獲得了極小的介質厚度d），根據前面的計算公式可以看出，這種雙電層電容器比傳統的物理電容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，從而使單位重量的電容量可達100F/g，并且電容的內阻還能保持在很低的水平，碳材料還具有成本低，技術成熟等優點。從而使利用電容器進行大電量的儲能成為可能，且在實際使用時，可以通過串聯或者并聯以提高輸出電壓或電流。

超級電容器是傳統電容的升級

平板電容器是由兩個彼此絕緣的金屬電極板組成，電容量與電極板的面積成正比，與電極板之間的間隙大小成反比。超級電容的結構類似于平板電容，其電極為多孔碳基材料，該材料的多孔結構使它每克重量的表面積可達幾千平方米，而電容電荷分隔的距離由電解質中的離子大小決定。巨大的表面積加上電荷間極小的距離，使得超級電容具有很大的容量，超級電容單體的容量可從1法拉至幾千法拉不等。