
[電] 單位電容,[電] 比電容
Aluminum foil for capacitor cathode: effect of pretreatment and etching on specific capacitance.
前處理和侵蝕對陰極箔比容的影響。
After 2000 times charging and discharging circulation, the specific capacitance basic has not weakened.
經過2000次的充放電循環後,比容量基本沒有衰減。
The contribution of hydroxyl to the specific capacitance of AC is the most among all of functional groups.
由羟基産生的赝電容對活性炭材料比容量的提高貢獻最大;
The specific capacitance of composites shows no obvious fading after 30 times in the charge-discharge process.
在充放電30次以後,材料的放電比電容基本不再發生變化,趨于穩定。
Plenty of investigations show that pretreatment is one of the effective measures to increase the specific capacitance of etched Al foil.
大量的研究結果表明,預處理是提高腐蝕箔靜電容量的有效措施之一。
比電容(Specific Capacitance) 是電化學儲能領域的關鍵性能指标,特指單位質量或單位面積電極材料所存儲的電荷量,用于衡量電極材料的電荷存儲效率。其标準單位為法拉每克(F/g)或法拉每平方厘米(F/cm²),具體定義如下:
比電容((C_s))通過以下公式計算: $$ C_s = frac{C}{m} $$ 其中 (C) 為電極的總電容(單位:法拉,F),(m) 為電極活性物質的質量(單位:克,g)。對于面積比電容,則用電極面積 (A) 替代質量 (m)。該參數直接反映電極材料的本征儲能能力,與材料結構、導電性和離子擴散速率密切相關。高比電容意味着材料可在更小質量或體積内存儲更多電荷,是提升超級電容器能量密度的核心參數。
區别于傳統電容器的整體電容值(如1μF、100μF),比電容聚焦于材料的本質屬性。例如:
商用活性炭比電容通常為100–150 F/g(水系電解液),其高比表面積(>1000 m²/g)提供豐富的電荷吸附位點。
二氧化钌(RuO₂)可達700–1000 F/g,但成本高昂;二氧化錳(MnO₂)性價比高,約為200–300 F/g。
通過氧化還原反應儲能,比電容可達500–800 F/g,但循環穩定性較差。
石墨烯理論比電容約550 F/g,實際應用中(考慮堆疊效應)多為120–350 F/g;MXene(如Ti₃C₂Tₓ)可達400–1500 F/g,具有高導電性和親水性優勢。
比電容需通過循環伏安法(CV)或恒電流充放電(GCD)測量。以GCD為例,計算公式為: $$ C_s = frac{I cdot Delta t}{m cdot Delta V} $$ 其中 (I) 為電流(A),(Delta t) 為放電時間(s),(Delta V) 為電壓窗口(V)。關鍵影響因素包括:
參考文獻
"Specific capacitance"(比電容)是電化學中用于衡量儲能器件(如超級電容器)電極材料性能的重要參數。以下是詳細解釋:
比電容表示單位質量或單位體積的電極材料所能存儲的電荷量,單位為法拉每克(F/g)或法拉每立方厘米(F/cm³)。它反映了材料的儲能效率。
質量比電容(常用): $$ C_m = frac{I cdot Delta t}{m cdot Delta V} $$ 其中:
體積比電容: $$ C_v = frac{C_m cdot rho} $$ ( rho )為材料密度(g/cm³)。
高比電容意味着在相同質量/體積下能存儲更多電荷,這對便攜式電子設備、電動汽車等需要高能量密度的場景至關重要。
若需具體實驗方法或材料對比數據,建議參考電化學教材或專業文獻進一步研究。
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