超级电容器综述
超级电容器的现状及发展趋势
超级电容器的现状及发展趋势
一、本文概述
随着科技的飞速发展和人类对能源需求的日益增长，超级电容器作为一种新兴的储能器件，正逐渐在能源储存和转换领域崭露头角。本文旨在全面概述超级电容器的现状及其未来发展趋势，从而为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。
本文将回顾超级电容器的历史发展，探讨其从概念提出到实际应用的过程。文章将详细介绍超级电容器的基本原理、结构特点以及性能优势，以便读者对其有深入的理解。在此基础上，文章将重点分析当前超级电容器在各个领域的应用状况，如交通运输、电力储能、电子设备等领域。同时，文章还将探讨超级电容器在实际应用中面临的挑战和问题，如成本、安全性、寿命等。
本文还将关注超级电容器的未来发展趋势。随着材料科学、纳米技术、电化学等领域的进步，超级电容器的性能有望得到进一步提升。文章将预测超级电容器在未来可能的技术突破和市场应用前景，包括新型电极材料的开发、电容器结构的优化、以及与其他能源储存技术的融合等。
本文将全面梳理超级电容器的现状及其未来发展趋势，旨在为读者提供一个清晰、全面的视角，以便更好地把握超级电容器在能源储存和转换领域的发展动态。
二、超级电容器的现状
超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，以其独特的性能优势在现代能源领域引起了广泛的关注。目前，超级电容器的应用已经渗透到了许多领域，包括交通、能源、工业、电子等。
在交通领域，超级电容器以其高功率密度和快速充放电的特性，被广泛应用于电动公交、混合动力汽车以及电动汽车的启动和加速过程中。超级电容器能够在短时间内提供大量的电能，使车辆在短时间内达到较高的速度，从而提高车辆的动力性能。超级电容器还可以作为车辆的辅助能源，与电池配合使用，延长车辆的续航里程。
超级电容器研究综述
一、超级电容器的发展与进步
（一）概述
在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。
电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。
超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。
超级电容器研究综述
一、超级电容器的发展与进步
（一）概述
在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。
电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。
超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。
超级电容器简介
电压、能量密度高
按照电解液分,分为水溶液电解液超级电容器和有机电解液超级电容器。
根据结构分为对称型电容器(SymmetricCapacitor)和混合型超级电容器(Hybrid Capacitor)。
三、超级电容器的性能特点——介于电池与物理电容器
之间
优点
1. 高功率密度，输出功率密度高达数KW/kg，一般蓄电池的 数十倍。
此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是原电池,如: （1）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线性关系; （2）设该系统电压随时间呈线性变化dV/dt=K,则产生的电流为恒定或几 乎恒定的容性充电电流I=CdV/dt=CK。
•此时系统的充放电过程是动力学高度可逆的,与原电池及蓄电池不同,但与静 电电容类似。为与双电层电容及电极与电解液界面形成的真正的静电电容相 区别，称这样得到的电容为法拉第准(赝)电容。
超级电容器简介
一、超级电容器的基本原理
超级电容器 Supercapacitor
是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速 充放电的特点，又具有电池的储能特性。
超级电容（supercapacitor），又叫双电层电容(Electrical Doule-Layer ）、即通 过外加电场极化电解质，使电解质中荷电离子分别在带有相反电荷的电极表面 形成双电层，从而实现储能。其储能过程是物理过程，没有化学反应，且过程 完全可逆，这与蓄电池电化学储能过程不同。
超级电容器工作原理
超级电容器工作原理
超级电容器（Supercapacitor），也被称为超级电池、超级电容、超级电容器等，是一种具有高能量密度和高功率密度的电子元件。它的工作原理是基于电荷分离和电化学反应。
一、电荷分离
超级电容器由两个电极、电解质和隔离层组成。电极通常由活性炭、金属氧化
物或导电高分子材料制成。当电容器处于未充电状态时，正负极之间的电荷是平衡的。当外部电源连接到电容器的正负极上时，正极吸收电子，负极释放电子，从而导致电荷分离。这种电荷分离的过程非常快速，使得超级电容器具有高功率密度。二、电化学反应
电解质在电荷分离的同时，也发生了电化学反应。电解质通常是由溶液或凝胶
形式的离子液体组成。当电解质中的离子与电极接触时，发生电化学反应。这个反应过程中，离子在电极表面形成了一个电化学双层，即电荷层。电化学双层的形成使得超级电容器具有高能量密度。
三、储能和释能过程
在充电过程中，外部电源通过正极将电子注入到电容器中，同时电解质中的离
子也被吸附到电极表面。这个过程中，电容器的电荷和能量都在增加。在放电过程中，电容器的正负极之间的电荷流动，电解质中的离子回到溶液中。这个过程中，电容器的电荷和能量都在减少。超级电容器的充放电速度非常快，可以在几秒钟内完成。
四、优势和应用领域
超级电容器具有以下优势：
1. 高功率密度：能够在短时间内释放大量的能量，适用于需要高功率输出的应用，如电动汽车的启动。
2. 长寿命：相对于传统电池而言，超级电容器的循环寿命更长，可以进行数万次的充放电循环。
3. 快速充放电：充电和放电速度快，可以在短时间内完成储能和释能过程。
超级电容器技术及应用
工艺控制
严格控制生产工艺条件，确保超级电 容器的制造质量，降低因制造过程导 致的循环寿命下降。
使用环境控制
避免在极端温度、高湿等不利环境下 使用超级电容器，以延长其循环寿命。
安全问题与解决方案
总结词
安全问题关系到人们的生命财产安全，必须高度 重视超级电容器的安全性能。
设计安全保护机制
在超级电容器内部设计安全保护机制，防止过充、 过放以及异常工作状态下的安全事故。
未来，超级电容器将在电动汽车、智能电网、可再生能源等领域发挥更加 重要的作用，成为支撑能源转型和绿色发展的重要力量。
Biblioteka Baidu5
超级电容器面临的挑战与解决方 案
成本问题与解决方案
总结词
成本问题是超级电容器应用的重要障碍之一， 需要采取有效措施降低成本。
优化生产工艺
通过改进生产工艺和降低制造成本，可以降 低超级电容器的价格。
方案设计
在方案设计阶段，该公司在充分考虑超级电 容器的性能参数、尺寸限制、成本预算等因 素的基础上，设计了合理的电路拓扑结构、 充放电控制策略和热管理系统，以确保超级 电容器在电动汽车中的高效应用。
系统集成与测试验证
系统集成
该公司在系统集成阶段，将超级电容 器与电池管理系统、电机控制系统、 充电系统等进行了有机整合，实现了 电动汽车动力系统的整体优化。
超级电容器的原理与应用
超级电容器的原理与应用
超级电容器，又称为超级电容、超级电容放电器，是一种新型电化学器件，它
具有比传统电容器更高的电容量和能量密度，以及更高的功率密度。这种电化学器件在现代电子设备、交通工具、能源储存系统等领域有着重要的应用。本文将从超级电容器的原理、结构、特点以及应用领域等方面进行介绍。
一、超级电容器的原理
超级电容器的工作原理基于电荷的吸附和离子在电解质中的迁移。其正极和负
极均采用多孔的活性碳材料，两者之间的电解质是导电液体。当加上电压时，正负极之间形成两层电荷分布，即电荷层，进而形成电场。电荷的吸附和电子的迁移使得电容器储存电能。
二、超级电容器的结构
超级电容器的主要结构包括两块活性碳电极、电解质和两块集流体。活性碳电
极是超级电容器的核心部件，通过高度多孔的结构使得电极表面积大大增加，从而增加电容器的电容量。电解质则起着导电和电荷传递的作用，而集流体则是用于导电的金属片或碳素片。
三、超级电容器的特点
1.高功率密度：超级电容器具有较高的功率密度，能够在短时间内释
放大量电能。
2.长循环寿命：相比于锂离子电池等储能装置，超级电容器具有更长
的循环寿命。
3.快速充放电：超级电容器具有快速的充放电速度，适用于需要频繁
充放电的场景。
4.环保节能：超级电容器不含有有害物质，具有较高的能源利用效率。
四、超级电容器的应用
1.汽车启动系统：超级电容器作为汽车启动系统的辅助储能装置，能
够有效提高发动机启动速度，降低能源消耗。
2.再生制动系统：超级电容器在电动汽车的再生制动系统中起到储能
和释放能量的作用，提高能源回收效率。
超级电容器简介
四、超级电容器技术及电极材料的进展
1、多孔电容炭材料——超级电容器的核心
导电聚合物研究重点 : ––提高容量利用率 ––改善循环性能
方法 :
––将材料纳米化，纳米尺寸，纳米孔结构 ––与高电导率、高比表面积的各种多孔炭材料复合
3、高性能电解质溶液
性能要求：
分解电压要高； 电导率要高； 电解液的浓度大； 电解液的浸润性好； 电解液纯度高； 不与电极反应； 使用温度范围要宽。
2、准电容储能材料
b、廉价金属取代贵金属
MnO2材料
溶胶-凝胶法制得MnO2水合物在KOH溶液中比容量 为689F/g。
NiO材料
溶胶-凝胶法制得多孔NiO比容量265F/g。
北航做纳米Ni(OH)2容量500F/g以上。 Ni(OH)2干凝胶容量900F/g。
多孔V O 水合物比容量350 F/g（在KCl溶液）。
双电层原理示意图
充电时,外电源使电容器正负极分别带正电和负电,而电解液中的正负离子分别移动到电 极表面附近,形成双电层,整个双电层电容器实际上是两个单双电层电容器的串联装置。
超级电容器介绍
超级电容器介绍
第一篇：超级电容器介绍
超级电容器/法拉电容介绍五
超级电容器类型简介
超级电容器的类型比较多，按不同方式可以分为多种产品，以下作简单介绍。
按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器：
双电层型超级电容器，包括
1.活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。
2.碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。
3.碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料。
4.碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极。
以上电极材料可以制成：
1.平板型超级电容器，在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极，另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器，可以达到300V以上的工作电压。
2.绕卷型溶剂电容器，采用电极材料涂覆在集流体上，经过绕制得到，这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。
赝电容型超级电容器：
包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料，金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料，活性炭作为负极材料制备的超级电容器，导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极，以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度，目前除NiOx型外，其它类型多
处于研究阶段，还没有实现产业化生产。
按电解质类型可以分为水性电解质和有机电解质类型：
超级电容器工作原理
超级电容器工作原理
超级电容器，也被称为超级电容或超级电容电池，是一种高性能的电能存储装置。它具有高能量密度、高功率密度、长寿命、快速充放电等优点，被广泛应用于电子设备、交通工具、可再生能源等领域。本文将详细介绍超级电容器的工作原理。
一、超级电容器的基本结构
超级电容器由两个电极、电解质和隔离层组成。电极通常由活性炭、金属氧化
物或导电聚合物制成。电解质是导电的溶液或聚合物薄膜，用于连接两个电极并传导电荷。隔离层则用于阻止电极之间的直接接触。
二、超级电容器的工作原理
超级电容器的工作原理可以分为双电层电容和赫姆霍兹电容两种机制。
1. 双电层电容机制
当两个电极浸入电解质中时，由于电解质的极性，正离子会聚集在负电极表面，负离子会聚集在正电极表面。这种现象导致了电解质与电极之间形成了电荷分层，形成了一个电荷电位差，同时也形成了一个双电层结构。这个双电层结构就像是一个电容器，可以存储电荷。
当外加电压施加在电极上时，电荷会在电极表面积累。当电压被移除时，电荷
会被释放回电解质中。这个过程非常快速，因此超级电容器具有快速充放电的特点。
2. 赫姆霍兹电容机制
赫姆霍兹电容机制是指当电极之间存在一层绝缘材料时，电极与绝缘材料之间
形成了一个电荷电位差。这个电位差可以存储电荷，从而形成电容效应。这种机制通常用于电解质电容器。
三、超级电容器的充放电过程
超级电容器的充放电过程可以通过以下步骤进行说明：
1. 充电过程：
- 当超级电容器处于放电状态时，电荷会从电极中释放到电解质中，使电极电势降低。
- 当外部电源施加在电极上时，正电极吸收电子，负电极释放电子，电荷开始在电极表面积累。
超级电容器简介
超级电容器不含有有毒物质，对环境友好 ，且在使用寿命结束后可回收再利用。
02
超级电容器的应用领域
汽车工业
01
02
03
混合动力汽车
超级电容器可以提供瞬时 大电流，辅助发动机启动 和加速，提高燃油效率。
电动汽车
超级电容器可以快速储存 和释放能量，用于启动、 加速和制动回收，提高车 辆性能。
汽车零部件
发展趋势
01
技术创新
随着新材料、新工艺的研发和应 用，超级电容器性能将不断提升 。
02
03
绿色环保
智能化
环保政策推动下，超级电容器在 新能源汽车、可再生能源等领域 的应用将进一步拓展。
物联网、智能家居等领域的快速 发展，将为超级电容器带来新的 应用场景。
潜在机会
新兴市场
随着新兴市场的崛起，如印度、巴西等，超级 电容器市场将迎来新的增长点。
超导电容器具有较好的稳定性，而超级电容器的稳定性相对较 差。
与薄膜电容器的比较
储能原理
超级电容器通过双电层原理储存电能 ，而薄膜电容器则是通过在薄膜材料 中储存电荷来工作。
应用领域
薄膜电容器主要应用于电子设备和仪 器中，而超级电容器在电动汽车、风 力发电等领域有广泛应用。
充放电速度
超级电容器的充放电速度较快，而薄 膜电容器的充放电速度较慢。
超级电容器综述_杨盛毅
E vans
水溶液
28
0. 02
0. 1
30 000
封装原型
碳 /氧化镍
ESM A
水溶液
1. 7
50 000
8- 10
80- 100
商品化
2 超级电容器的特点 [ 8]
超级电容器作为一种新的储能元件, 具有如下优点: 1)超高电容量 ( 0. 1~ 50 000F) 。比同体积钽、铝电解 电容器电容量大 2 000~ 50 000 倍。 2)漏电流极小, 具有电压记忆功能, 电压保持时间长。 3)功率密度高, 可作为功率辅助器, 供给大电流。 4)充放电效率高, 具有超长自身寿命和循环寿命, 即 使几年不用仍可保留原有的性能指标, 充放电次数大于 10万次。 5)对过充放电有一定的承受能力, 短时过压不会产生 严重影响, 能反复地稳定充放电。 6)温度范围宽 - 40 e ~ + 70 e , 一般电池是 - 20 e ~ + 60 e 。且免维护, 环境友善。 但是, 目前超级电容器还有一些需要改进的地方, 如 能量密度较低, 体积能量密度较差, 和电解电容器相比, 工 作电压较低, 一般水系电解液的单体工作电压为 0 V ~ 1. 4 V, 且电解液腐蚀性强; 非水系可以高达 4. 5 V, 实际使用 的一般为 3. 5 V, 作为非水系电解液要求高纯度、无水, 价 格较高, 并且非水系要求苛刻的装配环境。
超级电容器简介
活性玻态炭
纳米孔玻态炭
多孔碳层 厚15~20 um 整体多孔，比能量提高 多孔碳层的电导率高， 快速升温炭化，成本大降 多孔碳层比功率18kW/L 但电容器的比能量很低（0.07Wh/L）
纳米孔玻态炭与碳气凝胶性能比较
项目
比表面积m2/g 电导率S/cm 电极密度g/cm3 最佳比容量F/g 制备条件
超级电超级电容器的大容量和高功率充放电就是由这两种原理产生的。
充电时,依靠这两种原理储存电荷,实现能量的积累;放电时, 实现能量的 释放。
因此,制备高性能的超级电容器有2个途径:一是增大电极材料比表面 积,从而增大双电层电容量;二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率, 从而提高准电容容量。但实际上对一种电极材料而言,这2种储能机理往往 同时存在,只不过是以何者为主而已
碳是双电层电容器理想的电极材料，在水溶液和非水溶液理想极化的条件下电压分别为 1 V 和 3.5 V
电容器电解质：
水溶液：酸性体系——硫酸 碱性体系——氢氧化钾 有机电解液：Et4NBF4/PC（小型电容器，高温性能好） Et4NBF4/AN（大型，大功率、低温） LiAlCl4/SOCl2 季磷盐( R4P+)电导率高、电化学稳定性好，可以提高电容 器的分解电压 (达5.4～5.5 V)。 。 固体电解质： LiCF3SO2 2N/PEO 、RbAg4I5
超级电容器文献综述
高比能量水基电解质炭基超级电容器的研究
文献综述
一、课题背景和意义
超级电容器(Supercapacitor)，又称超大容量电容器(Ultracapacitor)或电化学电容器(Electrochemical capacitor)，是一种重要的电化学能量存储与转换装置[1-3]。从双电层理论的提出到超级电容器的问世，经历了很长一段历史。20世纪50年代末，Becke申请了双电层电容器的专利，超级电容器的研究才取得实质性进展[1]。1971年，日本NEC公司成功制备了第一个商用超级电容器[4]。在七八十年代，Conway和他的合作者利用赝电容电极材料RuO2制备了性能更加优异的超级电容器[5]。美国政府在1989 年制定了超级电容器领域的短期和中长期研究计划项目，更是加速推动了超级电容器产业的发展。2007年，《Discovery》将超级电容器列为2006年世界七大技术发现之一，认为其是能量储存领域的一项革命性发展，并将在某些重要领域替代传统能量存储装置。至此，超级电容器已得到各界的广泛关注和认可，并成为全球新型储能器件的一个研究热点[3, 6-11]。
作为一种新型的储能器件，超级电容器具有众多优点，图1.1是其与电池和普通电容的对比情况。对比结果显示与电池相比，超级电容器具有较低的能量密度，但是其功率密度较高；与普通电容相比，超级电容器具有较低的功率密度，但是其能量密度较高。
图1.1不同储能器件对比
二、超级电容器的组成和工作原理
2.1超级电容器的组成
超级电容器是一种重要的电化学能量存储装置，其结构示意图如图2.1所示。超级电容器的主要构件为对称的双电极、防止电极接触短路的隔膜、电解质和电极材料基底-集流体。
超级电容器综述
级电容器综述
电子技术查新训练文献综述报告
题目超级电容器技术综述
学号3130434055
班级微电132
学生赵思哲
指导教师杨莺
2014 年
超级电容器技术综述
摘要：近年来，随着经济的迅猛发展，人们在实际应用中对储能装置各项技术指标的需求不断提高，而当前电池的标准设计能力已经逐渐无法满足人们的要求，超级电容器应运而生。超级电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。作为一种新的储能元件,它填补了传统电容器和电池之间的空白,能提供比普通电容器更高的能量和比二次电池更高的功率以及更长的循环寿命,同时还具有比二次电池耐温和免维护的优点。本文主要针对超级电容器的储能机理、超级电容器电极材料、超级电容器的发展动态以及未来应用的展望进行了简单的论述。
关键词：超级电容器；储能机理；活性炭；发展现状；应用展望。
A Review of the technology of super capacitor Abstract：In recent years，With the rapid development of economy，People advance the need that can equip each technique index sign to continuously raise at practical application。But the standard design ability of the current battery have already canned not satisfy people's request gradually，The super capacitor emerges with the tide of the times。The super capacitor is a kind of new energy storing device, it has many characteristics such as short refresh time, long service life, good temperature characteristic, energy conservation,Environment protecting.As a new kind energy storage element, it filled up traditional capacitor and the blank of battery.It can provide energy than the common capacitor higher and the power than secondary battery higher and the longer circulating life.Meanwhile it has the advantage of
超级电容器简介_图文
金属氧化物研究重点 : ––提高容量利用率 方法 : ––将材料纳米化，纳米尺寸，纳米孔结构 ––与高电导率、高比表面积的各种多孔炭材料复合
c、导电聚合物
研究情况： 聚苯胺、聚对苯、聚并苯、聚吡咯、聚噻吩、 聚乙
此时的放电和再充电行为更接近于电容器而不是原电池,如: （1）电压与电极上施加或释放的电荷几乎成线性关系; （2）设该系统电压随时间呈线性变化dV/dt=K,则产生的电流为恒定或几 乎恒定的容性充电电流I=CdV/dt=CK。
•此时系统的充放电过程是动力学高度可逆的,与原电池及蓄电池不同,但与静 电电容类似。为与双电层电容及电极与电解液界面形成的真正的静电电容相 区别，称这样得到的电容为法拉第准(赝)电容。
超级电超级电容器的大容量和高功率充放电就是由这两种原理产生的。 充电时,依靠这两种原理储存电荷,实现能量的积累;放电时, 实现能量的 释放。
因此,制备高性能的超级电容器有2个途径:一是增大电极材料比表面 积,从而增大双电层电容量;二是提高电极材料的可逆法拉第反应的机率, 从而提高准电容容量。但实际上对一种电极材料而言,这2种储能机理往往 同时存在,只不过是以何者为主而已
研究趋势： 材料复合、降低成本
活性炭表面官能团的作用
含氧官能团越多，导电性越差。
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超级电容器综述
超级电容器又称电化学电容器或双电层电容器，是一种新型储能器件，它利用电极/电解质交界面上的双电层或在电极界面上发生快速、可逆的氧化还原反应来储存能量。
超级电容器采用活性碳材料制作成多孔碳电极，同时在相对的多孔电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电压时，相对的多孔电极上分别*正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别*到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层。
由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积（即获得了极大的电极面积），而且电解质与多孔电极间的界面距离不到1nm（即获得了极小的介质厚度），所以这种双电层结构的超级电容器比传统的物理电容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能。
目前国际上研究与发展的超级电容器可归为以下几类：
●双层电容器（Double layer capacitor）
由高表面碳电极在水溶液电解质（如硫酸等）或有机电解质溶液中形成的双电层电容，如图6-12.1所示。该图还表示出一个典型双电层的形成原理，显然双电层是在电极材料（包括其空隙中）与电解质交界面两侧形成的，双电层电容量的大小取决于双电层上分离电荷的数量，因此电极材料和电解质对电容量的影响最大。一般都采用多孔高表面积碳作为双层电容器电极材料，其比表面积可达1000－3000m2/g，比电容可达280F/g。
●赝电容器（Pseudo－capacitor）
由电极表面上或者体相中的二维或准二维空间上发生活性材料的欠电位沉积，形成高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应产生和电极充电电位有关的电容，又称法拉第准电容；典型的赝电容器是由金属氧化物，如氧化钌构成的，其比电容高达760F/g。但由于氧化钌太贵，现已开始采用氧化钴、氧化镍和二氧化锰来取代；
●混合电容器（Hybrid capacitor）
由半个形成双层电容的碳电极与半个导电聚合物或其他无机化合物的表面反应或电极嵌入反应电极等构成。目前在水溶液电解质体系中，已有碳/氧化镍混合电容器产品，同时正在发展有机电解质体系的碳/碳（锂离子嵌入反应碳材料）、碳/二氧化锰等混合电容器。
此外，若按照电容器采用的电极材料分类，则可分为碳基型、氧化物型和导电聚合物型；而按采用的电解质类型分类，则又分为水溶液电解质型和非水电解质型（主要为有机电解质型）。在有机电解质溶液中，电容器的工作电压可提高至2.5V以上。
超级电容器的性能特点
超级电容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电化学电池的储能机理，性能比较详见下表。
超级电容器作为一种新型能源器件，具有以下主要优点：
（1）功率密度高
超级电容器的内阻很小，且在电极/溶液界面和电极材料本体内部均能够实现电荷的快速贮存和释放，因此它的输出功率密度高达数千瓦/千克，是任何一种化学电源都无法比拟的，是一般技术'>蓄电池的数十倍。
（2）充放电循环寿命长
超级电容器在充放电过程中只有离子和电荷的传递，没有发生电化学反应而引起相变，因此其容量几乎没有衰减，循环寿命可达万次以上，远远大于蓄电池的充放电循环寿命。
（3）充电时间短
从目前已经做出的超级电容器充电试验结果来看，在电流密度为7mA/cm2时（相当于一般蓄电池充电电流密度），全充电时间只要10~12分钟，而蓄电池在这么短的时间内是无法实现全充电的。
（4）特殊的功率密度和适度能量密度
对于普通蓄电池来说，如果能量密度高，其功率密度不会太高；而功率密度高，其能量密度则不会太高。但超级电容器在提供1～5kW/kg高功率密度输出的同时，其能量密度可以达到5～20Wh/kg。若将它与蓄电池组合起来，就会组成为一个兼有高能量密度和高功率密度输出的储能系统。
（5）贮存寿命长
超级电容器在充电之后的贮存过程中，虽然也存在微小的漏电电流，但这种发生在超级电容器内部的离子或质子迁移运动是在电场的作用下产生的，并没有出现化学或电化学反应，电极材料在电解质中也是相对稳定的，因此超级电容器的贮存寿命几乎是无限的。
（6）工作温度范围宽
超级电容器可在-50～+75℃的温度条件下工作，性能优于传统电容器和蓄电池。
超级电容器的应用
超级电容器的脉冲功率性能、较长的应用产品寿命、能够在极端的温度环境中可靠操作的特点，完全适合于那些需要在几分之一秒至几分钟时间的重复电能脉冲的应用产品，使其成为运输、可再生能源、工业与消费电子以及其它应用产品的首选蓄能与电力传输解决方案，例如在电动汽车（EV/HEV）、军工、轻轨、航空、电动自行车、后备电源、发电（风能发电、太阳能发电）、通讯、消费和娱乐电子、信号监控等领域的电源应用方面具有广阔的市场前景。
近年来，由于能源问题和环境保护的要求，世界上对电动汽车和混合动力汽车的需求越来越紧迫，电动汽车的关键部分是蓄电池，但蓄电池的峰值功率特性无法满足汽车在启动、加速和爬坡等特殊情况下对功率的需求。超级电容器在电动汽车中与蓄电池并联作辅助电源上的应用，可以弥补蓄电池在功率特性方面的不足。当汽车处于正常行驶状态时，超级电容器处于充电状态，在加速或载重爬坡特殊情况下由超级电容器实现高功率放电，突然制动时，则通过超级电容器的高功率充电吸收制动过程中产生的能量。超级电容器的使用可以满足电动汽车的启动、制动和爬坡时对高功率放电的需求，起到平衡蓄电池负载的作用，可以延长蓄电池的使用寿命。