碳电极双电层超级电容器的工作原理和特点

碳电极双电层超级电容器（Double Layer Capacitor，DLC）采用多孔碳制成的碳纤维或碳布为电极，用碳纤维或碳布为电极的活性面积层。超级电容的两个电极浸泡在电解液中。当超级电容器的端电压为0时，电极上没有电荷，超级电容器中的离子自由分布。当超级电容器的两个电极施加电压后，在正负电极表面分别聚集了正、负电荷。

在正电荷的电力作用下，吸附负极表面和电解液中的阴离子，向正极聚集，并在正极形成与正、负电荷相对称的双电层。同时在负电荷的电力作用下，吸附正极表面和电解液中的阳离子，向负极聚集，并在负极形成与负、正电荷相对称双层。超级电容器在充电时用电极界面上发生电吸附来储存电能，在放电时用氧化还原反应来释放电能。

采用纳米碳管制造的碳薄膜电极，厚度仅25.4μm，比电容达到49～13F/g，电容密度达到39.2～0.4F/cm3。

碳电极材料的表面积很大，电容的大小取决于表面积和电极的距离，这种碳电极的大表面积再加上很小的电极距离，使碳电极双电层超级电容器的容值可以非常大，大多数超级电容器可以做到法拉级，一般容值范围为1～5000F。但随着活性面积的增大，其稳定性和导通性随之降低。