简介：摘要：超级电容器作为有望取代锂电池的化学储能装置，由于其多相变性以及内部结构的复杂性，对于其优化方法仅从电极几何结构或改变电池运行条件改变，范围过窄。为了寻找解决办法，本文利用COMSOL仿真软件构建超级电容器多孔电极模型，并采用有限元方法对数值模型进行耦合，分析现有各类方法的比容量优化机理，为电容器性能优化提供一些建议。研究表明：在稳态静电物理场中，除电极边缘，电极之间的电势呈梯度变化，电场及电能密度分布均匀；空气域半径影响电势分布，电容器的麦克斯韦电容随着空气域半径的增大而增大，但电容值变化不大，且逐渐趋近极限电容值。增加浮动电位后，电容器的麦克斯韦电容随着空气域半径的增大而减小，仍逐渐趋近极限值。浮动电位为0.5002 V时，达到极限电容值为3.302 pF。在此基础上，继续优化电介质厚度（1.4656 mm），麦克斯韦电容达到最优值4.9913 pF。基于Nernst-Planck方程计算充放电过程中的电流分布及电极利用率，为实际应用场景提出优化建议。
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