赝电容是介于传统电容器和电池之间的一种中间状态,虽然电极活性物质因电子传递发生了法拉第反应,但其充放电行为更接近于电容器而非普通电池,因为其充放电行为存在以下特征:
(1) 电容器的电压随储存或释放的电荷量近似线性地变化。
(2) 当电容器的电压随时间线性变化时,所观察到的电流或电容接近于一个常数。
除此之外,赝电容最重要的一个特点是被吸附的离子不会与电极上的原子发生化学反应,而是发生电荷传递。溶液中的离子通过物理吸附的方式靠在电极表面,不产生也不断裂化学键。这个过程是可逆且非常迅速的,电极材料不发生任何相变。
在法拉第电容器中,同时存在着法拉第赝电容和双电层电容两种存储机制。其中法拉第准电容占据绝对主导地位,其功率密度大小由活性物质表面或体相中电解液离子的传输速率和电荷转移速率控制。在电极面积相同的情况下,法拉第准电容的比容量可以是双电层电容比容量的10~100倍。
法拉第赝电容材料的比容量除了与电极材料的微观结构(比表面积、孔隙率和孔径分布等)有关外,还与电极活性物质的种类(元素组成)、晶体结构等因素息息相关。由于法拉第赝电容的充放电速度在一定程度上受到电解液离子在活性物质表面或体相中二维准二维空间上迁移速度的限制,因此法拉第赝电容器的倍率性能与电极材料的晶体结构具有非常密切的关系。