
【化】 electrode capacity
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore
capacitance; electric capacity
【計】 C
【化】 capacitance; capacity; electric capacity
【醫】 capacitance; electric capacity
電極電容(Electrode Capacitance)是電子工程與電化學領域的核心概念,指電極表面因電荷分離形成的儲能特性,其定義為電極單位電壓下存儲電荷量的能力。該參數通常以公式表示:
$$
C = frac{Q}{V}
$$
其中,(C)為電容(單位:法拉),(Q)為存儲電荷量(單位:庫侖),(V)為電極間電勢差(單位:伏特)。
根據《漢英電子工程大詞典》2020年版,電極電容的物理意義源于雙電層理論。當電極與電解質接觸時,界面處會形成電荷分布不對稱的雙電層結構,該現象由德國物理學家亥姆霍茲于1853年首次提出。
在工程應用中,電極電容分為兩類:
國際電氣電子工程師協會(IEEE)标準1134-2019指出,電極電容的測量需在特定頻率範圍内完成,以排除寄生阻抗幹擾。該參數對高頻電路設計、生物傳感器精度及能源設備充放電效率具有決定性作用。
電極電容是電化學系統中的一種特殊電容形式,其概念和特性可結合多個權威來源解釋如下:
基本定義
電極電容指電極與電解質溶液界面形成的電荷存儲特性,其原理類似于電容器。當電極表面與溶液接觸時,界面兩側的過剩電荷(如金屬電極中的電子與溶液中的離子)會形成電荷分離結構,這種電荷分布特性使電極界面具備電容效應。
物理模型與分類
在濃電解質溶液中,電極電容可近似為亥姆霍茲緊密層模型,即電荷緊貼界面排列,類似平闆電容器的電荷分布。此時電容值與電解質濃度、電極材料載流子密度密切相關。若溶液濃度較低(如<0.1mol/L)或電極載流子濃度不足,則需考慮擴散層等其他因素,模型更為複雜。
影響因素
應用領域
主要應用于能源領域,如超級電容器、電化學傳感器等,其電荷快速存儲與釋放特性對能量轉換效率至關重要。
與普通電容的關聯
作為電容的一種特殊形式,電極電容同樣遵循電容基本公式:
$$
C = frac{Q}{V}
$$
其中Q為儲存電荷量,V為電位差,但其介質為電極/溶液界面而非傳統絕緣材料。
可通過和獲取更詳細參數與實驗模型分析。
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