
【化】 electrode capacity
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【医】 electrode; rheophore
capacitance; electric capacity
【计】 C
【化】 capacitance; capacity; electric capacity
【医】 capacitance; electric capacity
电极电容(Electrode Capacitance)是电子工程与电化学领域的核心概念,指电极表面因电荷分离形成的储能特性,其定义为电极单位电压下存储电荷量的能力。该参数通常以公式表示:
$$
C = frac{Q}{V}
$$
其中,(C)为电容(单位:法拉),(Q)为存储电荷量(单位:库仑),(V)为电极间电势差(单位:伏特)。
根据《汉英电子工程大词典》2020年版,电极电容的物理意义源于双电层理论。当电极与电解质接触时,界面处会形成电荷分布不对称的双电层结构,该现象由德国物理学家亥姆霍兹于1853年首次提出。
在工程应用中,电极电容分为两类:
国际电气电子工程师协会(IEEE)标准1134-2019指出,电极电容的测量需在特定频率范围内完成,以排除寄生阻抗干扰。该参数对高频电路设计、生物传感器精度及能源设备充放电效率具有决定性作用。
电极电容是电化学系统中的一种特殊电容形式,其概念和特性可结合多个权威来源解释如下:
基本定义
电极电容指电极与电解质溶液界面形成的电荷存储特性,其原理类似于电容器。当电极表面与溶液接触时,界面两侧的过剩电荷(如金属电极中的电子与溶液中的离子)会形成电荷分离结构,这种电荷分布特性使电极界面具备电容效应。
物理模型与分类
在浓电解质溶液中,电极电容可近似为亥姆霍兹紧密层模型,即电荷紧贴界面排列,类似平板电容器的电荷分布。此时电容值与电解质浓度、电极材料载流子密度密切相关。若溶液浓度较低(如<0.1mol/L)或电极载流子浓度不足,则需考虑扩散层等其他因素,模型更为复杂。
影响因素
应用领域
主要应用于能源领域,如超级电容器、电化学传感器等,其电荷快速存储与释放特性对能量转换效率至关重要。
与普通电容的关联
作为电容的一种特殊形式,电极电容同样遵循电容基本公式:
$$
C = frac{Q}{V}
$$
其中Q为储存电荷量,V为电位差,但其介质为电极/溶液界面而非传统绝缘材料。
可通过和获取更详细参数与实验模型分析。
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