加入的Na2SO4 在电化学上叫支持电解质,它在溶剂中完全电离,作用是以它的离子在电场中的定向移动,来代替待测物质离子的定向移动。那么我们为什么要这样做呢?原理编辑电解电容器通常是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。原因有很多,增加导电性是其基本任务,对于你说的这个例子,理解到增加导电性其实一般也就是够了,不否认这话有些敷衍性。实在是因为如果说的更细就比较复杂了,需要对电路,电容,极化,电还原氧化以及电化学扩散控制有一些认识。我自认为是在电化学方面还有研究,愿意给你讲讲这里的故事,希望你仔细阅读并理解。
我们知道,两根带电的电极放在溶液里,就会形成电场,电场会驱动溶液里的带电粒子。这个过程比电化学反应容易的多,是电场和带电粒子的本质属性,发生的优先级也是。就比如你说的这个例子,如果没有加Na2SO4,如果这时候电极两端的电压(比如0.8 V吧)不足以电解水,电场会驱动水里的氢离子和氢氧根离子(~10-7M) 分别往阴阳极移动。什么时候停止呢?铝电解电容这种产品在1978年之前,在中国大陆当时算是高新技术产品,而经过三十多年的发展,铝电解电容这种产品对于国内铝电解电容的生产商来说已不属于高新技术产品了。一直到要到阴阳两极聚集的氢离子和氢氧根离子浓度,大到能够抵消掉这0.8 V的电场为止(带正电的氢离子去中和阴极,带负电的氢氧根去中和阳极)。因为水中的氢离子和氢氧根离子太少,这个过程会很慢,可能需要几分钟才能完成,取决于电极间的距离。但如果这里时候,加入一定浓度的 Na2SO4,应该几十秒就能搞定,因为浓度大嘛。这就是我们说的增加导电性,在这里浪费如此篇幅,就是想告诉你,不发生电化学反应的离子,通电后在电解液里都在干什么。是的,它们不放电,也不吸电,就是靠着自己的移动,去把加在溶液里的电场抵消掉,就是直流电路里给电容器充电的过程。
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电容的主要物理特征是储存电荷,像蓄电池一样可以充电(charge)和放电(discharge),但不发生化学反应。
而电池是把电能转化为化学能储存,再转化为电能输出。
如果要和电池相比,那就要说到超级电容。
超级电容的特点:
(1)充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;
(2)循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次,没有“记忆效应”;
(3)大电流放电能力,能量转换,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;
(4)功率密度高,可达300W/KG~5000W/KG,相当于电池的5~10倍;
(5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源;
(6)充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护;
(7)超低温特性好,温度范围宽-40℃~+70℃;
(8)检测方便,剩余电量可直接读出;
(9)容量范围通常0.1F--1000F 。
电路的开或关,都会产生一过渡状态的瞬间电压,一般其值要大于工作电压,而且相应地产生一冲击电流,如果电源和负载的电阻均较小,这样瞬时电流值相当大,容易引起电解电容器氧化膜的损伤,因为电容器在大冲击电流下 ,容易在膜的薄弱区域发热促使晶化提早产生,并降低耐压能力,所以为提高使用寿命,应避免发生频繁的浪涌电压施加到电容器上,当工作电压接近额定电压时,更是如此。为了提高起始腐蚀点数、机械强度及介质氧化膜的性能,箔中要适当的含有某些杂质.并有的采用合金箔。
l选择漏电流值较小的电容器
作为长寿命使用的电解电容器,除了以上4点外加因素的考虑外,在选用中还要选择在同类型中漏电流特别小的电容器。这表明它具有较高质量的氧化膜和合适的工作电解质。一旦环境温度较高,相应的漏电流增加就较慢。否则在互为影响的情况下,当漏电流剧增,内部温度将上升,反过来使漏电流再上升,一直恶化直至失去热平衡而***为止。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。
在生产中受到损伤的电解电容器的介质氧化膜加以修复,使***其固有的良好电性能的过程,称为老练。在老练过程施加老练电压即是在氧化膜的表面施加—电场,破环水合氧化膜,(水合氧化膜易被***,其结构不如介质氧化膜致密,ILC可以从水合氧化膜通过,而不能从介质氧化膜通过。)使其***介质氧化膜的性能,同时在电场的作用下,工作电解液不断供氧原子,使生产过程中遭破环的氧化膜得以修补。老练工艺的真正目的是:(1)***固有的电性能,使电容器具备使用条件;(2)剔除质量不合格的产品。此外,氧化膜形成时的电流密度也比电容老练时的电流密度大得多。由此可见,老练不同于形成,老练是在较低的电压和较小的电流情况下进行的,一般是在非水溶液中进行的,对氧化膜仅仅是缓慢的修补过程,而形成则是在高压、大电流状态下进行的,形成液是水溶液。老练过程的实质是:将浸渍过电解液的电容器芯子经封装后的半成品进一步动态(加直流电压)熟化的过程,通过加压使电容器***其固有的电性能,使电容器具备在动态电子线路中使用的条件。滤波电容在电路中的符号一般用“C'表示,电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。因此,电容器的电能数在老练前后必然有变化。
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