電雙層電容器是利用在電極和電解質(zhì)界面處形成的電雙層來儲存電荷的電容器，其特點是能量密度特別高。由于其高能量密度，它們常常被拿來與鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池進(jìn)行比較。然而，電池在充放電時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而電雙層電容器僅物理地吸收電荷，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

因此，雙電層電容器的能量密度（單位重量或體積可儲存的能量）不如二次電池。另一方面，它具有輸出密度（瞬間可取出的電量）較高、且因反復(fù)充放電而導(dǎo)致的性能下降（壽命）極小等優(yōu)點。

雙電層電容器的應(yīng)用

作為蓄電裝置，使用電氣雙層電容器，需要大量能量的用途適合使用二次電池，而需要快速充放電和耐久性的場合則選擇電氣雙層電容器。

具體來說，它被用作移動設(shè)備、打印機、復(fù)印機、電動牙刷、光動能手表等電子電路的備用電源，還用于小行星探測器隼鳥號的機器人電源系統(tǒng)、汽車減速時的能量回收。

雙電層電容器的原理

電解雙電層電容器利用在活性物質(zhì)界面產(chǎn)生的雙電層來構(gòu)成電容器。靜電容量C的定義公式為“ C=εS/d ”。為了根據(jù)該公式提高靜電容量C，需要采取以下措施。

1. 增加活性物質(zhì)的表面積（S）

2. 減小雙電層厚度（d）

3. 必須增加電解質(zhì)的介電常數(shù)（ε）。

電解液是將季銨鹽、咪唑鹽等電解質(zhì)溶解在有機溶劑中制成的，正負(fù)極的活性物質(zhì)則采用活性炭。為了提高電容量C，需要采取以下措施：

1. 使用表面積大（粒徑小）的活性炭

2. 使用離子半徑較小的電解質(zhì)

3. 使用高介電常數(shù)的有機溶劑

電容器的充放電原理是：當(dāng)電解液中的正負(fù)離子吸附到各電極上時，電荷會在電解液與電極的界面處增加，從而形成電荷對。當(dāng)釋放所儲存的電荷時，離子會從雙電層中釋放出來。雙電層電容器的形狀有圓柱形和疊層形兩種。圓柱形電容器的優(yōu)點是易于生產(chǎn)；只需將正負(fù)電極和隔膜堆疊并卷成圓柱形，然后倒入電解液即可。