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接下來我們再講一講電池，以我們常用的鋰電池為例，我們?nèi)绻痖_一顆圓柱電池，會發(fā)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，它包含正極、負極、電解質(zhì)和隔膜。需要注意的是這里的正負極之間是電解質(zhì)，而不是電介質(zhì)，解和介這一字之差對應(yīng)的含義幾乎是完全相反的。
這里的電解質(zhì)富含著各種的離子，用來幫助電流的傳輸，而電容器中間的電介質(zhì)是絕緣體，用來阻擋電子的流動。鋰電池充電的時候，在正電的鋰離子從正極經(jīng)過電脂質(zhì)移動到負極和電子結(jié)合成新的化合物，放電時這種化合物在轉(zhuǎn)化成鋰離子再回到了正極，因此整個過程是化學反應(yīng)，并且可能會產(chǎn)生不穩(wěn)定的產(chǎn)物以及釋放熱量和氧氣，整個過程對于溫度也會更加的敏感。同時電子移動的速度也沒有辦法像電容器的物理變化那樣快，而且隨著多次充放電的化學反應(yīng)，電極材料的壽命也會逐漸的降低，所以鋰電池的穩(wěn)定性，充電速度以及壽命損耗是三大挑戰(zhàn)。
最后來到今天的主角超級電容器，我們都想知道它到底憑什么叫超級，和傳統(tǒng)電容器的簡單結(jié)構(gòu)相比，超級電容器一般由正負電極電解液和隔膜組成的，聽起來是不是很像鋰電池的結(jié)構(gòu)呢？超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和化學電池之間的儲能器件，我們拿其中的雙電層電容器結(jié)構(gòu)距離平面電極和電介質(zhì)之間充滿著電解液，充電時在電極表面聚集的電荷，還會吸引電解質(zhì)中擴散的正負離子，吸附在電極的表面定向排列，形成雙電層結(jié)構(gòu)，從而存儲更多電荷。
而放電時電子在電路中流動而形成雙電層的正負離子，就會從電極表面回到電解液中，整個充放電只涉及電荷的物理遷移過程，不涉及化學反應(yīng)，電解液也不會消耗，從而具有10萬次以上的充放電循環(huán)壽命。同時超級電容器的電極主要由大比表面積的碳基材料構(gòu)成，比如活性炭、碳納米管石墨烯等等，可以和電解液充分的接觸，從而攜帶的電量更大，電極的表面積可以有多大。以活性炭電極為例，每克的表面積可以達到1000平方米，讓超級電容器在同樣的體積下可以攜帶比普通電容器多幾千倍的電量。
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