Investigations of electrochemical double layer capacitor (EDLC) materials - a comparison of test methods

A comparison between various methods for determining the capacitance and resistance of electrochemical double layer capacitors (EDLC) with cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), galvanostatic charge-discharge methods and cell voltage jump experiments are presented. Therefore, a commercially available electrochemical double layer capacitor was used. For the validation of the screw cell measurements the electrode foils were isolated and extracted from the commercial capacitor. The results support the adequacy of the screw cell tests for electrode materials on a laboratory scale. The comparison of methods shows in part strong differences. The reasons will therefore be discussed. Consequently, the determination of specific values requires methods which respect the influence of the actual tests or measurement frequency and exhibit the importance of an internationally accepted specification for electrochemical double layer capacitors material investigation.

Es wird ein kritischer Vergleich von Testmethoden zur Ermittlung der Kapazität und des Widerstandes von Elektrodenwerkstoffen für Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLC) durchgeführt. Betrachtet werden die Cyclovoltammetrie (CV), die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) sowie galvanostatische Lade-Entlade-Versuche und Spannungssprungexperimente an einem Elektrodenwerkstoff, wie er in einem kommerziell verfügbaren Elektrochemischen Doppelschichtkondensator zum Einsatz kommt. Für die Validierung der Messungen erfolgte unter Verwendung von Schraubzellen in die das isolierte Elektrodenfolienmaterial aus einem kommerziellen Kondensator eingesetzt wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schraubzellen für Tests im Labormaßstab sehr gut geeignet sind. Beim Vergleich der Testmethoden zeigen sich teilweise große Differenzen. Die Gründe dafür werden ausführlich diskutiert. Die Bewertung spezifischer Kennwerte erfordert genaue Kenntnisse über den Einfluss der jeweiligen Testmethode auf das Ergebnis und zeigt, dass eine international akzeptierte Spezifikation für die Untersuchung von Elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren-Materialien wünschenswert wäre.