超级电容器电极材料的研究现状与展望_邢宝林
超级电容器电极材料的研究进展
2011年第3期 新疆化工 11 超级电容器电极材料的研究进展摆玉龙（新疆化工设计研究院，乌鲁木齐830006）摘要：超级电容器既具有超大容量，又具有很高的功率密度，因此它在后备电源、替代电源、大功率输出等方面都有极为广泛的应用前景。
超级电容器的性能主要取决于电极材料，近年来各国学者对于超级电容器的电极材料进行了大量的研究。
关键词：超级电容器；电极材料1 前言超级电容器的种类按其工作原理可以分为双电层电容器、法拉第准电容器(也称为赝电容电容器)以及二者兼有的混合电容器。
双电层电容器基于双电层理论，利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来储存能量。
法拉第准电容器则基于法拉第过程，即在法拉第电荷转移的电化学变化过程中产生，不仅发生在电极表面，而且可以深入电极内部。
根据这两种原理，目前作为超级电容器的电极材料的主要分为三类[1]：碳材料、金属氧化物及水合物材料、导电聚合物材料。
2 碳材料类电极材料在所有的电化学超级电容器电极材料中，研究最早和技术最成熟的是碳材料。
其研究是从1957年Beck发表的相关专利开始的。
碳电极的研究主要集中在制备具有大的比表面积和较小内阻的多孔电极材料上，可用做超级电容器电极的碳材料主要有:活性炭、纳米碳纤维、玻璃碳、碳气凝胶、纳米碳管等。
活性炭(AC)是超级电容器最早采用的碳电极材料[2]。
它是碳为主，与氢、氧、氮等相结合，具有良好的吸附作用。
其特点是它的比表面积特别大，比容量比铂黑和钯黑高五倍以上[3]。
J.Gamby[4]等对几种不同比表面积的活性炭超级电容器进行测试，其中比表面积最大为2315m2·g的样品得到的比容量最高，达到125F/g，同时发现比表面积和孔结构对活性炭电极的比容量和内阻有很大影响。
活性炭纤维(ACF)是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
ACF的制备一般是将有机前驱体纤维在低温(200℃~400)℃下进行稳定化处理，随后进行炭化、活化(700℃~1000)℃。
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。
在能源领域，超级电容器被用作风力发电和太阳能发电系统的储能装置。
在这些系统中，超级电容器可以平滑输出电能，避免由于风速和日照强度的不稳定而导致的电能波动。
超级电容器电极材料的研究进展
超级电容器电极材料的研究进展作者：徐梦洁来源：《工业设计》2015年第09期摘要：超级电容器是一种重要的新型储能设备和器件。
它介于传统静电容器和锂离子电池之间，既具有高的功率密度，可实现快速充放电，同时具有可观的能量密度，更长的循环寿命和更宽的使用温度范围。
电极材料是决定超级电容器性能的关键因素，高性能电极材料的制备是目前超级电容器研究的重点。
综述了超级电容器的机理、电极材料的研究现状以及未来展望。
关键词：超级电容器；电极材料；研究进展1 引言为了解决能源枯竭问题和各种非清洁能源对环境造成的负面影响，清洁能源的开发与应用已经成为一个世界性的课题。
用于对能源形式进行转化的光电、光解水产氢等材料与器件的蓬勃发展，以及对能量的富集与存储也是新能源产业不可忽视的重要组成部分。
锂离子电池（LIB）和超级电容器（SC）等电化学储能装置具有可观的能量密度和功率密度，而超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，兼有传统电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点，且充电速度快、循环寿命长、对环境无污染，被广泛应用于汽车工业、航空航天、国防科技、信息技术、电子工业等多个领域。
近年来，研究人员开发了多种电极材料，目前公认将其分为三大类，即碳基电极、金属氧化物、导电聚合物。
目前，超级电容器的电化学性能，尤其是能量密度仍无法满足实际需要。
以活性炭为主的碳基材料电极的比电容值为100～250F/g，尽管在碳基材料的结构、形貌研究方面已有很多进展，但其比电容从根本上受EDLC储电机制的限制而无法提高。
过渡金属氧化物材料（RuO2、MnO2等）赝电容比电容可达300～1000F/g，为碳基材料的10～100倍，但其本身导电性差从而导致其容量释放困难，倍率性能降低。
导电聚合物电极材料通过在聚合物膜中发生快速可逆n型和p型元素掺杂和去掺杂的氧化还原反应从而储存较多电荷。
但当作为块体材料使用时，导电聚合物循环性能差，电容衰减严重，可能是发生了显著的体积变化且导电性降低导致电化学性能严重衰减。
超级电容器及其相关材料的研究
超级电容器及其相关材料的研究一、本文概述随着科技的不断进步和可持续发展理念的深入人心，超级电容器作为一种高效、环保的储能器件，正日益受到全球科研人员和工业界的广泛关注。
超级电容器以其高功率密度、快速充放电、长循环寿命等诸多优点，在新能源汽车、电子设备、航空航天等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在全面综述超级电容器及其相关材料的研究现状和发展趋势，分析超级电容器的性能特点，探讨新型电极材料的研发与应用，以期推动超级电容器技术的进一步发展，并为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
本文首先介绍了超级电容器的基本原理、分类及性能特点，为后续研究提供理论基础。
随后，重点综述了近年来超级电容器电极材料的研究进展，包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等，并分析了各类材料的优缺点及适用场景。
本文还关注了电解质材料、隔膜材料等关键组件的研究现状，以及超级电容器的制造工艺和应用领域。
结合当前面临的挑战和未来发展趋势，本文展望了超级电容器技术的创新方向和应用前景，以期为未来相关研究提供有益的借鉴和指导。
二、超级电容器的基本原理与分类超级电容器，又称电化学电容器，是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件。
它具有极高的电荷储存能力，能在极短的时间内释放出大量的能量，从而满足了现代电子设备对高功率、快速充放电的需求。
基本原理：超级电容器的基本原理与传统的平行板电容器类似，都涉及到电荷的储存和释放。
然而，超级电容器的电极材料通常是具有高比表面积的纳米多孔材料，如活性炭、金属氧化物和导电聚合物等。
这些高比表面积的电极材料使得超级电容器能在极小的体积内储存大量的电荷，从而实现了高能量密度。
同时，超级电容器的电解质通常具有高的离子电导率，这有助于实现快速的充放电过程。
碳基超级电容器：以活性炭、碳纳米管、石墨烯等碳材料为电极，利用碳材料的高比表面积和良好的导电性实现高能量密度和高功率密度。
金属氧化物超级电容器：以金属氧化物（如RuO₂、MnO₂、NiO等）为电极，利用金属氧化物的高赝电容特性实现更高的能量密度。
基于碳材料的超级电容器电极材料的研究
基于碳材料的超级电容器电极材料的研究一、本文概述随着能源需求的日益增长和环境保护的迫切需求，高效、环保的能源存储技术已成为当今科研领域的热点之一。
超级电容器，作为一种新型的电化学储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命等优点，在电动汽车、移动通讯、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
而电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。
因此，研究和开发高性能的电极材料对于提高超级电容器的性能和应用领域具有重要意义。
本文旨在探讨基于碳材料的超级电容器电极材料的研究进展。
文章将概述超级电容器的基本原理、分类及其应用领域，进而介绍碳材料作为超级电容器电极材料的优势，包括其高导电性、高比表面积、良好的化学稳定性等。
随后，文章将重点综述近年来基于碳材料的超级电容器电极材料的研究进展，包括不同种类的碳材料（如活性炭、碳纳米管、石墨烯等）在超级电容器中的应用，以及通过结构设计、表面修饰等方法优化碳材料电化学性能的研究。
文章还将讨论当前研究面临的挑战以及未来的发展趋势，以期为基于碳材料的超级电容器电极材料的研究提供参考和借鉴。
二、碳材料概述碳材料，以其独特的物理和化学性质，已成为众多领域研究的热点。
作为构成生命的重要元素，碳在自然界中的存在形式多种多样，如石墨、金刚石等。
这些碳的同素异形体各有特色，如石墨具有优良的导电性和层状结构，金刚石则以其极高的硬度著称。
在材料科学领域，碳材料以其高比表面积、良好的化学稳定性、优良的导电性以及丰富的可调控性，被广泛应用于电极材料、催化剂载体、吸附材料等多个方面。
在超级电容器领域，碳材料作为电极材料具有显著优势。
碳材料具有高比表面积，能够提供更多的活性位点，有利于电荷的存储和释放。
碳材料具有良好的导电性，能够快速传递电子，保证超级电容器的快速充放电性能。
碳材料还具有良好的化学稳定性，能够在各种环境下保持稳定的性能。
碳材料在超级电容器中的应用主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
超级电容器材料的研究及应用
超级电容器材料的研究及应用超级电容器是一种利用电场存储电能的能量存储器，其在电化学和电磁学理论上都有一定的发展。
超级电容器具有高能量密度、快速充放电、长寿命等优点，在现代航空、汽车、宇航和智能电网等领域有着广泛的应用。
而超级电容器的核心是电极材料，所以先进的电极材料能够带来超级电容器工作性能更好的表现。
一、超级电容器电极材料的研究现状目前，超级电容器电极材料的研究集中在以下领域：（1）金属氧化物材料的研究。
金属氧化物，如钼酸锂、钴酸镍等，具有优异的电极电化学性能，同时元素资源广泛，价格低廉，因此在超级电容器电极材料领域得到了广泛的研究与应用。
（2）碳材料的研究。
碳材料是制备超级电容器电极材料的主要原材料之一，具有良好的导电性和热稳定性。
而以活性炭为代表的多孔碳材料还具有大表面积、高比电容等优良性质，因此在超级电容器电极材料以及电池、传感器等领域应用广泛。
（3）二维材料的研究。
二维材料，如石墨烯和硼氮化物，具有高比表面积、方便处理的优势，已被广泛研究作为超级电容器电极材料。
尤其石墨烯由于其优异的导电性、机械强度和化学稳定性等特性，在超级电容器电极材料研究中被广泛关注。
（4）金属有机骨架材料的研究。
金属有机骨架材料，即MOFs，是由金属离子和有机配体组成的晶态材料，具有极大的内孔体积以及可调控的孔径和结构。
这种新型材料具有极高的表面积和储能密度，是超级电容器电极材料研究的热点之一。
二、超级电容器电极材料的制备方法超级电容器电极材料的制备方法主要分为化学还原法、水热法、煅烧法、氧化还原电位法等。
其中化学法是制备超级电容器电极材料的常规方法，其通过调节反应条件，可控制电化学行为，实现材料的优异电化学性能；而水热合成是在相对低的温度和压力下，通过压剂或表面修饰剂，实现材料形貌和结构的微观调控；氧化还原电位法是通过扫描电位电化学法控制电位，调控材料的化学反应，从而实现精准控制。
三、超级电容器材料的应用超级电容器在现代工业、航空、军事、医学等领域得到了广泛的应用。
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展*邢宝林,谌伦建,张传祥,黄光许,朱孔远(河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454003)摘要 活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用。
论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向。
关键词 活性炭 电极材料 超级电容器 电化学性能中图分类号:TQ424.1;T M 53 文献标识码:AResearch Progress of Activated Carbon Electrode Material for SupercapacitorXING Baolin,CHEN Lunjian,ZHAN G Chuanxiang,H U ANG Guangxu,ZHU Kongyuan(Institute of M ater ials Science and Eng ineering ,H enan Po ly technic U niver sity,Jiaozuo 454003)Abstract A ct ivated car bo n has been used w idely as the supercapacit or elect rode mat erial for its easy av ailabil-i ty,lo w cost,high specific sur face ar ea,excellent elect rical co nductivit y and chemical st abilit y.T he w orking pr inciple of super ca pacito r w ith activ ated carbon as electro de and effect of phy sicochemica l propert ies o f activated carbon on electro chemical perfor mance of supercapacit or ar e discussed,recent r esear ch adv ances and a pplicat ion pr ospect of act-i vated car bon electro de mater ial ar e highlighted.T he fo cus of fut ur e r esear ch such as search for new r aw materials and activat ion technolog y for activat ed carbon,ex plo ring an effectiv e method to contro l t he por e structur e and surface propert ies o f activat ed carbon and develo pment of activated car bo n co mpo site are also po inted o ut.Key words activated car bo n,electr ode mater ial,super capacito r,electro chemical per formance*河南理工大学学位论文创新基金资助(2009-D -01);河南理工大学博士基金资助(648216)邢宝林:男,1982年生,博士研究生,主要从事洁净煤技术及炭材料方面的研究 E -mail:baolinx ing @ 谌伦建:通讯作者,男,1959年生,博士,教授,博士生导师,主要从事矿产资源利用及炭材料方面的教学和研究工作 E -mail:lunjianc@0 引言超级电容器(Supercapacitor)又称电化学电容器(Elec -t rochem ical capacitor),是一种介于普通电容器与电池之间的新型储能元件,兼有普通电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点,且充电速度快,循环寿命长,对环境无污染,广泛应用于各种电子产品的备用电源及混合动力汽车的辅助电源[1,2]。
超级电容器电极材料研究进展
超级电容器电极材料研究进展一、本文概述随着能源危机和环境污染问题日益严重，高效、环保的能源存储和转换技术成为了全球科研工作的热点。
超级电容器，作为一种新型的储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命等优点，在电动汽车、电子设备、可再生能源系统等领域具有广阔的应用前景。
电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接影响着超级电容器的整体性能。
因此，研究和开发高性能的超级电容器电极材料成为了当前的研究重点。
本文旨在全面综述超级电容器电极材料的研究进展，包括各类电极材料的性能特点、合成方法、改性策略及其在超级电容器中的应用。
文章首先介绍了超级电容器的基本原理和分类，然后重点分析了碳材料、金属氧化物、导电聚合物等常见电极材料的性能优势和存在的问题。
接着，文章综述了近年来通过纳米结构设计、复合改性、表面修饰等手段提高电极材料性能的研究进展。
文章展望了超级电容器电极材料未来的发展方向和潜在应用领域。
通过本文的阐述，期望能够为超级电容器电极材料的研究和应用提供有益的参考和启示。
二、超级电容器电极材料分类超级电容器的性能与电极材料的特性密切相关，因此，对电极材料的研究一直是超级电容器领域的热点。
根据材料种类的不同，超级电容器的电极材料主要分为碳材料、金属氧化物/氢氧化物、导电聚合物以及复合材料等几大类。
碳材料：碳材料是超级电容器中应用最广泛的一类电极材料，包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
这类材料具有比表面积大、导电性好、化学稳定性高等优点，适合用作双电层电容器的电极材料。
然而，碳材料的储能机制主要是物理吸附，因此其能量密度相对较低。
金属氧化物/氢氧化物：金属氧化物/氢氧化物如RuO₂、MnO₂、NiOOH 等，具有较高的赝电容特性，能够实现快速的氧化还原反应，从而提供更高的能量密度。
然而，这类材料的导电性较差，且在充放电过程中体积变化较大，容易导致电极结构破坏，影响循环稳定性。
导电聚合物：导电聚合物如聚吡咯、聚噻吩等，具有良好的导电性和赝电容特性，是超级电容器电极材料的另一类重要选择。
超级电容器综述
超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5.超级电容器的电极材料2.1超级电容器的电极材料电极材料是超级电容器的关键，它决定着超级电容器的主要性能指标.[5]科学家们对各种具有特定属性的材料已进行了研究，探讨超级电容器的潜力和适用性先进的超[6]级电容器具有高容量的性能，如碳基材料、过渡金属氧化物和导电聚合物。
2.1.1炭材料多孔炭材料比电容高，循环寿命长，且资源丰富、结构多样、成本适中，是超级电容器领域最为活跃的研究方向.如表2。
表2 各种炭材料和期前驱的关系[10]a 活性炭（AC）通过不同工艺炭化、活化制备的 AC 有很高的比表面积（1000～3000 m2/g），高的孔隙率，生产工艺简单且价格低廉，一直受到人们的青睐，是目前已经商品化的电极材料之一。
b 活性炭纤维（ACF)活性炭纤维（ACF）是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料，高比表面积的活性炭纤维布是已商品化的电极材料之一。
ACF 的制备一般是将有机前驱体纤维在低温（200～400 ℃）下进行稳定化处理，随后进行炭化活化（700～1000 ℃）。
ACF 具有比表面积高、孔径分布窄、导电性好及比电容高的特点。
如图1.（a）（b）吸脱附等温线（a）和孔径分布曲线(b)[5]图1 ACF的N2C 碳纳米管（CNTs）碳纳米管（CNTs）由于具有化学稳定性好、比表面积大、导电性好和密度小等优点，是很有前景的超级电容器电极材料。
d 炭气凝胶（CAGs）炭气凝胶（CAGs）是唯一具有导电性的气凝胶,具有导电性好、比表面积大、密度变化范围广等特点，且轻质、多孔、非晶态、块体纳米炭材料，其连续的三维网络结构可在纳米尺度控制和剪裁。
它的孔隙率高达 80%～98％，典型的孔隙尺寸小于 50 nm，网络胶体颗粒直径 3～20 nm，比表面积高达 600～ 1100 m2/g，是制备双电层电容器理想的电极材料[8]2.1.2过渡金属氧化物金属氧化物电极在超级电容器中产生的法拉第准电容 (赝电容 )比碳材料电极表面的双电层电容要大很多。
超级电容器行业分析报告及技术研究现状
2023超级电容器行业分析汇报及技术研究现实状况一、电容器、超级电容器行业分析超级电容器根据制造工艺和外形构造可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型三者在容量上大体归类为5F如下、5F~200F、200F以上它们由于其特点旳不一样运用领域也有所差异。
钮扣型产品具有小电流、长时间放电旳特点, 可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。
而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电, 有记忆存储功能旳电子产品中做后备电源, 合用于带CPU旳智能家电、工控和通信领域中旳存储备份部件。
此外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。
表1.表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到旳数据整顿而成旳, 分别反应了世界和中国超级电容器产业旳状况。
从这两个表中我们不难发现三个问题:1.超级电容器产业旳发展非常迅速, 无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器, 其产业规模都在高速扩展。
2、中国在钮扣型超级电容方面旳竞争力不明显, 在中国钮扣型市场中, 海外产品几乎占据了90%以上旳份额, 竞争非常剧烈。
数据表明, 近几年国内厂家旳市场份额也在逐渐扩大。
3、卷绕型和大型方面, 中国旳技术水平与国际靠近, 市场份额也比较理想。
近几年, 中国厂商旳销售收人也在呈几何倍数增长。
据调查, 国产超级电容器已占有中国市场60%~70%旳份额。
二、超级电容器技术研究现实状况超级电容器是运用双电层原理旳电容器。
当外加电压加到超级电容器旳两个极板上时, 与一般电容器同样, 极板旳正电极存储正电荷, 负极板存储负电荷, 在超级电容器旳两极板上电荷产生旳电场作用下, 在电解液与电极间旳界面上形成相反旳电荷, 以平衡电解液旳内电场, 这种正电荷与负电荷在两个不一样相之间旳接触面上, 以正负电荷之间极短间隙排列在相反旳位置上, 这个电荷分布层叫做双电层, 因此电容量非常大。
当两极板间电势低于电解液旳氧化还原电极电位时, 电解液界面上电荷不会脱离电解液, 超级电容器为正常工作状态(一般为3V如下), 如电容器两端电压超过电解液旳氧化还原电极电位时, 电解液将分解, 为非正常状态。
(整理)超级电容器电极材料研究现状及存在问题.
功能材料课程报告指导老师：学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程姓名：学号：日期: 2012 年7 月13 日超级电容器电极材料研究现状及存在问题摘要:电极材料是决定电容器性能的重要因素，高性能电极材料的开发是超级电容器研发的重点。
本文主要讨论了超级电容器阳极材料的研究现状及存在问题，这些材料包括：碳材料、贵金属氧化物、导电聚合物和一些其他材料。
复合或混合型电极材料可以显著提高超级电容器的综合性能，已经成为超级电容器电极材料发展的主要趋势。
关键词:超级电容器；电极材料；研究现状；存在问题1电极材料的研究现状1.1正极材料目前用作超级电容器电极的材料主要有三类:碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。
1.1.1碳材料碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。
碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。
尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存。
而制备的碳材料往往存在微孔(小于2nm)不足的情况。
所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(大于2nm)的方向发展。
除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性能也有影响[1]。
碳电极电容器其电容的大小和电极的极化电位及电极比表面积大小有关，故可以通过极化电位的升高和增大电极比表面积达到提高电容大小的目的。
电极/电解质双电层上可贮存的电量其典型值约为15~40μF·cm-2。
选用具有高表面积的高分散电极材料可以获得较高的电容。
对理想可极化体系而言，可通过无限提高充电电压而大量储存能量。
但是，对于实际体系却受电极材料和电解液组成的电极系统的可极化性和溶剂分解的限制，可通过加大电极比表面积来增加电容值。
电容C可由下式给出C=ε·ε0Adε为电导体和内部赫姆霍兹面间区域的相对式中:ε0为自由空间的绝对介电常数，介电常数，A为电极表面积，d为导体与内赫姆霍兹面之间的距离。
超级电容器电极材料的研究与展望
超级电容器电极材料的研究与展望作者：郭梦扬强萌萌来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第01期摘要：面对现今能源资源短缺的问题，必须发展配套的高效储能装置，作为物理储能的二次电源的超级电容器收到全球关注，本文总结了金属氧化物材料、导电聚合物材料、复合电极材料等现今制作超级电容器电极材料，并指出各种电极材料的优缺点，并对超级电容器电极材料的未来走势进行展望。
关键词：超级电容器；导电聚合物；复合电极1 前言随着全球气候变暖，资源匮乏，生态环境日益恶化，人类将更加关注太阳能、风能等清洁和可再生的新能源。
但是可再生能源发出的电能波动较大，可调节性差，从而为可再生能源的大规模利用带来了诸多问题，如果接入电网，电网的稳定性将受到影响。
要解决这一问题，必须发展配套的高效储能装置，以解决发电与用电的时差矛盾以及间歇式可再生能源发电直接并网时对电网的冲击。
同时，储能技术在离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中也具有至关重要的作用。
目前，高效储能技术已被认为是支撑可再生能源普及的战略性技术，得到各国政府和企业界的高度关注。
近十几年来，世界范围内，特别是几个发达国家，针对蓄电池这种化学二次电源在实际使用中所表现的窄脉冲输出功率、低压特性及使用寿命方面的缺陷，积极的研究和开发一种旨在弥补蓄电池的上述不足，物理储能的二次电源一一大容量电容器，有些国家称作超级电容器。
超级电容器（Supercapacitor）又常被称为双电层电容（Double-layerca pacitor），它是利用电极/溶液界面双电层可以储存电荷的原理制成的一种储能元件。
它具有比静电电容器（Electrostatic capacitor）高出20-200倍的容量，因而得名。
和电池相比它具有较高的功率密度，适合用于短时间高功率输出的场合，因此超级电容器实际上是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件。
它具有容量大、充电速度快、循环寿命长、放电功率高及造价低廉等优点。
超级电容器电极材料研究进展
超级电容器电极材料研究进展魏祥当前，化石能源短缺和全球变暖导致的能源和环境问题日益凸显，大力发展清洁和可再生能源成了不可逆转的趋势。
超级电容器作为一种介于传统电容器和锂离子电池之间的新型储能体系，其功率密度显著高于锂离子电池，能量密度是传统电容器的10 ～ 100倍[1]。
同时还具有快速充放电、循环寿命长、库伦效率高及瞬时大电流充放电等特性，应用前景广阔。
超级电容器又称电化学电容器或双电层电容器，是建立在Helmholz界面双电层理论基础上的一种全新的电容器，超级电容器已在电动汽车、移动通讯、太阳能和风力发电、航空航天和国防科技等方面发挥着重要作用[2]。
1.超级电容器概述超级电容器( supercapacitors或ultracapacitors)，又称电化学电容器( electrochemical capacitors) 一般由电极材料、电解液、集流体和隔膜等组成，见图1中a和b，其中电极材料是影响其电化学性能的关键因素之一，而电解液则决定着超级电容器的工作电压窗口。
一般，超级电容器依据以下几种方式进行分类[3]：1) 根据电解液可分为水系电解液电容器有机电解液电容器以及固态电解液电容器；2) 根据电化学电容器的结构可分为对称型电容器和非对称型电容器；3) 根据电极材料及储能机理可分为双电层电容器法拉第赝电容器和混合型电容器。
C）图1. a)超级电容器充放电示意图；b)超级电容器装置示意图c) 超级电容器工作原理示意图双电层电容器的储能机理是在大比表面积的碳材料电极和电解质界面吸附相反电荷的正负离子，电荷储存在界面双电层中，通过电化学极化进行可逆吸/脱附从而储存和释放能量。
双电层电容器的电极主要为多孔碳材料，如活性炭、碳纳米管、介孔、碳和碳化物衍生碳等[4]。
对于这些碳材料，决定双电层电容性能的因素主要有材料比表面积、电导率和孔隙率，但很少有碳电极材料可以在这三个方面均有优异的表现，因此，人们仍在不断研究碳基双电层电容器材料。
超级电容器的电极材料的研究进展
超级电容器的电极材料的研究进展一、本文概述随着科技的不断进步和新能源领域的飞速发展，超级电容器作为一种高效、快速储能器件，已逐渐引起科研工作者和工业界的广泛关注。
作为超级电容器的核心组件，电极材料的性能直接影响着超级电容器的电化学性能和实际应用效果。
研究和开发高性能的电极材料对于提升超级电容器的整体性能、推动其在新能源领域的应用具有十分重要的意义。
本文旨在对超级电容器的电极材料的研究进展进行全面的梳理和综述。
文章首先介绍了超级电容器的基本原理和电极材料在其中的作用，然后重点阐述了当前常用的电极材料类型，包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等，并分析了它们各自的优势和存在的问题。
接着，文章综述了近年来在电极材料研究方面取得的重要突破和进展，包括材料结构设计、复合材料的开发、表面改性等方面的研究。
文章对超级电容器电极材料的研究趋势和未来发展方向进行了展望，以期为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
二、超级电容器概述超级电容器（Supercapacitor），亦称为电化学电容器（Electrochemical Capacitor），是一种介于传统电容器和电池之间的储能器件。
其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及良好的环境适应性等特点，因此在能源储存和转换领域引起了广泛关注。
超级电容器的储能原理主要基于电极材料表面和近表面的快速、可逆的法拉第氧化还原反应或非法拉第的静电吸附过程。
相比于传统电容器，超级电容器能够提供更高的能量密度而相较于电池，它又具备更高的功率密度和更快的充放电速度。
这些独特的性能使得超级电容器在电动汽车、可再生能源系统、移动通讯、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
超级电容器的电极材料是其性能的决定性因素。
理想的电极材料应具备高比表面积、高电导率、良好的化学稳定性和环境友好性等特点。
目前，研究者们已经开发出多种类型的电极材料，包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物等。
这些材料各有优势，但也存在一些问题，如比能量低、循环稳定性差等。
超级电容器电极材料的研究现状与发
超级电容器电极材料的研究现状与发展陈新丽（指导老师：袁中直教授）华南师范大学化学与环境学院摘要：简单介绍了目前研究领域不同类别的超级电容器，并综述了近年来超级电容器电极材料的研究进展以及现状，并讨论了今后在超级电容器电极材料方面的研究重点和发展方向。
关键词：超级电容器；电极材料The current research situation and development of electrode materialsfor supercapacitorsChen Xin-liCollege of Chemistry and Environment,The South China Normal University, Guangzhou, China, 510631Abstract:Several different kinds of supercapacitors are introduced in this paper.A review is made of the development and current situation of electrode materials for supercapacitors. The development and key research work are also discussed . Key words: supercapacitor; electrode materials1. 引言伴随人类社会发展的日新月异，对能源的需求也飞速增长，但是传统的化石能源不可再生，近年的石油危机便充分暴露能源需求与供给之间的矛盾。
而且，全球生态环境日益恶化，人类今后会更加依赖清洁的、可再生的能源。
超级电容器的相关研究以及近年来的大力发展就顺应了人类对新型能源的需求。
超级电容器是一种介于普通电容器和二次电池之间新型无维护储能元件，比功率是电池的10倍以上，储存电荷的能力比普通电容器高，具有工作温度范围广、可快速充放电且循环寿命长、无污染零排放的新能源[1]。
超级电容器发展现状及发展前景分析
超级电容器发展现状及发展前景分析超级电容器研究国世界分布图超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的名词。
实际上，超级电容器已在该领域历经了几十年的坎坷，虽然它的应用形式同电池不同，但在实际应用上却总被电池取代，此外还面临成本高、技术难度大的劣势。
然而，超级电容器在技术上一旦取得突破，将可对新能源产业的发展产生极大的推动力。
因此，尽管研发过程困难重重，但攻克它的意义却很重大。
超级电容器的尴尬现状超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。
目前，微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。
而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。
超级电容器“全家福”使用寿命久、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度，这是超级电容器的四大显著特点，这也使它成为当今世界最值得研究的课题之一。
目前，超级电容器的主要研究国为中、日、韩、法、德、加、美。
从制造规模和技术水平来看，亚洲暂时领先。
然而，超级电容器的研发工作一直笼罩在电池(主要为镍氢电池、锂电池)的阴影之下。
镍氢电池和锂电池的开发因为可以获得来自政府和大投资商的巨额资金支持，技术交流获得极大推动，也更容易聚焦全世界的目光。
相比之下，超级电容器却很难得到雄厚的资金支持，技术的进步和发展也就受到很大程度地制约。
另外，超级电容器成本高、能量密度低的现状也与锂电池形成鲜明对比，这使它在很多领域备受冷落。
先驱EEStor公司勇于挑战却惨遭败北尽管超级电容器已发展多年，但实际生产厂家的数量却少得可怜。
一部分厂商面对超级电容器技术上发育不完全的现状，不敢轻易投资，采取观望策略，期待市场能出现一个涉足此领域并获得成功的例子。
另外一部分厂商则坚信，只要超级电容器的生产成本实现大幅下降，仅以当前它的快速充放电特性，就可实现快速普及。
美国超级电容器生产商EEStor就属于后者。
超级电容器炭电极材料的研究
超级电容器炭电极材料的研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长以及环境问题的日益严重，高效、环保的能源存储技术成为了科学研究的热点。
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，因其高功率密度、快速充放电性能以及长循环寿命等优点，在电动汽车、智能电网、便携式电子设备等领域具有广泛的应用前景。
炭电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。
因此，研究高性能的炭电极材料对于推动超级电容器技术的发展具有重要意义。
本文旨在探讨超级电容器炭电极材料的研究现状、发展趋势以及未来挑战。
我们将对超级电容器的基本原理和炭电极材料的分类进行简要介绍。
随后，重点分析不同类型炭电极材料的制备工艺、结构特征以及电化学性能，并对比其优缺点。
我们还将讨论炭电极材料在超级电容器应用中的实际问题，如循环稳定性、能量密度和功率密度等。
结合当前的研究热点和技术难点，展望超级电容器炭电极材料未来的发展方向，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。
二、超级电容器炭电极材料概述超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及宽广的工作温度范围等优点，受到了广泛的关注和研究。
而炭材料，因其优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性以及低廉的成本，成为了超级电容器电极材料的理想选择。
炭电极材料主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
活性炭是最早被用于超级电容器的炭材料，其具有高比表面积和良好的孔结构，可以提供大量的电荷存储位置。
碳纳米管因其独特的一维结构和优异的电子传输性能，成为了超级电容器电极材料的研究热点。
石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其超高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性，被认为是超级电容器炭电极材料的未来之星。
在超级电容器炭电极材料的研究中，如何提高其比表面积、优化孔结构、改善导电性能以及提高电化学稳定性是研究的重点。
通过物理或化学活化方法，可以增大活性炭的比表面积并改善其孔结构，从而提高其电荷存储能力。
超级电容器发展现状
超级电容器发展现状超级电容器是一种新型的电能存储设备，能够实现高能量密度、快速充放电和长寿命等特点，因此在能源存储领域具有广阔的应用前景。
目前超级电容器的研究和发展正处于高速发展阶段，以下是对超级电容器发展现状的介绍。
首先，超级电容器在材料方面有了重要突破。
传统的电容器使用的是电解液作为介质，而超级电容器利用的是具有高比表面积和高导电性的活性材料，如活性炭和金属氧化物。
近年来，研究人员发现一些新的活性材料如二维材料和纳米材料也具有较高的电容量和导电性，这对超级电容器的发展具有重要意义。
其次，超级电容器在技术方面有了重大突破。
目前，研究人员通过改变电极结构和改进电解质以提高超级电容器的能量密度和功率密度。
例如，采用新的电极结构，如纳米孔洞电极和纳米线电极，能够增加电极表面积并提高电荷的储存能力。
此外，研究人员还通过调节电解质的成分和浓度，提高了超级电容器的电导率和离子迁移速度，从而提高了超级电容器的充放电速度和效率。
再次，超级电容器在应用方面也取得了重要进展。
目前，超级电容器已经广泛应用于交通工具和可再生能源领域。
例如，超级电容器能够实现电动汽车的快速充电和长里程续航，通过回收和利用汽车制动能量来提高能源利用效率。
此外，超级电容器还可以用于可再生能源的储能，如太阳能和风能的储存和释放。
超级电容器还可以用于平衡电网的负载和峰谷切换，从而提高电网的稳定性和效率。
最后，超级电容器还面临一些挑战和问题。
首先，超级电容器的能量密度相对较低，无法与锂离子电池等传统储能设备相比。
其次，超级电容器的成本较高，限制了其大规模商业化应用的发展。
此外，超级电容器的环境适应性和稳定性也需要进一步提高。
综上所述，超级电容器作为一种新型电能存储设备，在材料、技术和应用方面取得了重要突破，但仍面临一些挑战和问题。
随着相关技术的不断进步和成本的降低，相信超级电容器将会在能源存储领域发挥更重要的作用。
超级电容器的发展现状
超级电容器的发展现状超级电容器（Supercapacitor），又称超级电容、超级电池、电化学超级电容等，是一种新型的能量存储装置。
与传统的电化学电池不同，超级电容器能够以更高的功率进行快速的充放电，其理论上的寿命更长，并且可以进行成千上万次的充放电循环。
目前，超级电容器的发展进展如下：1. 提高能量密度：超级电容器的能量密度一直是其发展中的关键问题。
近年来，研究人员通过改进电极材料、电解质和结构设计等方面的创新，使得超级电容器的能量密度获得了显著提高。
目前商业化的超级电容器已经能够达到100 Wh/kg，高能量密度的材料和结构设计研究也在不断进行中。
2. 提高功率密度：超级电容器的功率密度是其另一个重要指标。
功率密度指的是电容器能够在短时间内释放大量电能的能力。
近年来的研究表明，通过设计新的纳米结构和提高电解质导电性等方法，已经能够将超级电容器的功率密度提高到几千瓦/千克以上。
这使得超级电容器在需求瞬时高能量输出的领域，例如电动汽车的启动和制动系统，具有广阔的应用前景。
3. 提高循环寿命：超级电容器的循环寿命（即充放电循环次数）也是一个重要指标。
通过改善电极材料的结构和化学稳定性等方面的研究，已经成功地提高了超级电容器的循环寿命。
目前，一些商业化的超级电容器已经可以进行百万次的充放电循环，这使得超级电容器相比传统电化学电池更加持久耐用。
4. 增加应用领域：超级电容器因其快速充放电和长寿命的特点，在一些特定的领域已经开始商业化应用。
例如，超级电容器已经被广泛应用于电动车、电力电子设备、可再生能源储能系统等。
此外，超级电容器还在智能电网、医疗设备、航空航天等领域也有广阔的发展前景。
综上所述，超级电容器在能量密度、功率密度和循环寿命等方面都取得了显著的进展。
未来，随着科学技术的不断进步，超级电容器有望在更多领域发挥重要作用，并逐渐替代传统的电化学电池，成为一种重要的能量存储装置。
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超级电容器电极材料的研究现状与展望＊邢宝林，黄光许，谌伦建，张传祥，徐 冰（河南理工大学材料科学与工程学院，焦作４５４００３）摘要 超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件，具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。
电极材料是决定超级电容器性能的关键因素，因而备受关注。
主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极材料的研究进展，探讨了电极材料今后的发展方向和研究重点，并指出大力开发复合电极材料是改善超级电容器性能的有效途径。
关键词 超级电容器 电极材料 多孔炭 金属氧化物 导电聚合物中图分类号：ＴＭ５３ 文献标识码：ＡＣｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｄｅＭａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒＸＩＮＧ Ｂａｏｌｉｎ，ＨＵＡＮＧ Ｇｕａｎｇｘｕ，ＣＨＥＮ Ｌｕｎｊｉａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕａｎｘｉａｎｇ，ＸＵ Ｂｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ａｎｄ ｂａｔｔｅｒｙ，ｗｈｉｃｈ ｐｏ－ｓｓｅｓｓｅｓ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ａｎｄ ｈｕｇｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ．Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｔｔｒａｃｔ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅｙ ａｒｅｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｔｏ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ，ｓｕｃｈａｓ ｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ，ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃ－ｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｅｍｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｓ ａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ，ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ＊河南省重点科技攻关项目（１０２１０２２１０２０７）；河南省教育厅自然科学基金（２０１１Ａ４８０００３） 邢宝林：男，１９８２年生，博士，讲师，主要从事洁净煤技术及炭材料方面的研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｂａｏｌｉｎｘｉｎｇ＠ｈｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ０ 引言超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，兼有传统电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点，且充电速度快、循环寿命长、对环境无污染［１，２］。
鉴于其诸多性能优势，超级电容器可广泛应用于汽车工业、航空航天、国防科技、信息技术、电子工业等多个领域，属于标准的全系列低碳经济核心产品［３，４］。
根据储能机理的不同，超级电容器一般可分为双电层电容器和法拉第赝（准）电容器，前者电极材料主要为多孔炭材料，以双电层形式储存能量；后者电极材料为金属氧化物和导电聚合物，以活性物质表面及体相中的二维或准二维空间上发生高度可逆的氧化还原反应的形式储存能量［４］。
能量密度和功率密度是衡量超级电容器性能的主要指标，而电极材料的性质是决定电容器能量密度、功率密度等电化学性能的关键因素。
近年来，随着超级电容器应用领域的不断拓展，超级电容器电极材料的研究已受到世界各国，尤其是发达国家的高度重视。
本文主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极材料的研究进展，并展望了其未来的发展趋势。
１ 多孔炭材料多孔炭是最早被用于超级电容器的电极材料［５］，也是目前工业化最为成功的电极材料，迄今对其已进行了５０多年的研究。
可用作超级电容器电极材料的多孔炭主要有活性炭（ＡＣ）、活性炭纤维（ＡＣＦ）、炭气凝胶（ＣＡＧ）及碳纳米管（ＣＮＴ）等。
１．１ 活性炭活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和极大内比表面积的人工炭材料制品［６］，因具有比表面积大、化学稳定性高、导电性好、制备简单及价格低廉等优点，一直是制造超级电容器电极的首选材料。
制备活性炭的原料来源丰富，煤炭、石油焦、木材、果壳、高分子树脂等富碳原料都可用来制备活性炭［７］。
选择不同的原料，配以特殊的制备工艺，可对活性炭的物化性能进行调控。
Ｋ．Ｋｉｅｒｚｅｋ等［８］以高挥发性烟煤、半焦及中间相沥青等为前驱体，采用ＫＯＨ活化法制备出比电容达２００～３２０Ｆ／ｇ的活性炭电极材料。
Ｘ．Ｊ．Ｈｅ等［９］以石油焦为原料，ＫＯＨ为活化剂制备出具有良好电化学性能的微孔活性炭。
任军等［１０］以聚偏二氯乙烯（ＰＶＤＣ）为原料、采用水蒸气活化法制·１２·超级电容器电极材料的研究现状与展望／邢宝林等备出ＢＥＴ比表面积为２２９０ｍ２／ｇ、孔容为１．２５ｃｍ３／ｇ、中孔率为３９．５％并具有良好大电流倍率性能的活性炭电极材料。
Ｄ．Ｋａｌｐａｎａ等［１１］首次以废报纸为原料，ＫＯＨ为活化剂制备出比表面积达４１６ｍ２／ｇ、平均孔径达５．９ｎｍ的超级电容器用活性炭材料，其最大比电容可达１８０Ｆ／ｇ。
Ｚ．Ｂ．Ｗｅｎ等［１２］以间苯二酚甲醛树脂为原料，采用ＫＯＨ活化法制备出具有发达微孔（＜１．５ｎｍ）结构且含有丰富含氧官能团的活性炭。
该活性炭用作电极材料在６ｍｏｌ／Ｌ ＫＯＨ电解液中具有良好的充放电性能，在２３３ｍＡ／ｇ的低电流密度下比电容高达５００Ｆ／ｇ，在４．６Ａ／ｇ的高电流密度下比电容仍保持为３０２Ｆ／ｇ，且具有较小的等效串联电阻。
郑祥伟等［１３］以天然椰壳为原料，采用物理－化学联合活化法制备出中等比表面积（９６８ｍ２／ｇ）的活性炭电极材料。
Ｃ．Ｘ．Ｚｈａｎｇ等［１４］以烟煤为原料，采用ＫＯＨ快速活化法制备出一种具有较高能量密度和功率密度的富氧活性炭电极材料。
Ｘ．Ｊ．Ｈｅ等［１５］采用微波加热技术制备出高比表面积石油焦基活性炭，其用作电极材料的比电容高达３４２Ｆ／ｇ，经８００次循环后，比电容仍保持在２４５Ｆ／ｇ。
活性炭具有价格低廉、制备工艺简单、技术成熟、性能稳定等优点，其用作电极材料的研究日渐成熟，并在超级电容器的商品化生产中占有重要的地位。
但活性炭（尤其是高比表面积活性炭）微孔丰富，比表面积利用率低，不利于电解液的浸润及双电层的形成。
此外，活性炭导电性较差，影响电容器的能量密度和功率密度。
因此，开发孔径分布合理、导电性高和具有特殊表面化学性质、与电解液相匹配的活性炭是目前研究的重点。
１．２ 活性炭纤维活性炭纤维是２０世纪７０年代初发展起来的一种性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
制备活性炭纤维的前驱体纤维有沥青基、纤维素基、酚醛树脂基、聚丙烯腈基、聚乙烯醇等［１６］。
因活性炭纤维具有比表面积大、孔径分布窄、导电性好等特点，在超级电容器中的应用越来越受重视。
早在１９９０年，Ｉ．Ｔａｎａｈａｓｈｉ等［１７］就采用活性炭纤维布作电极材料，并研究其在有机电解液中的电容特性。
Ｈｕａｎｇ等［１８］以氯化镍和聚乙二醇混合物为原料，采用热分解法制备出具有石墨结构的多孔纳米炭纤维电极材料。
Ｃ．Ｋｉｍ等［１９］采用炭化、水蒸气活化等工艺，制备出比表面积为９４０～２１００ｍ２／ｇ的活性炭纤维，其在１Ａ／ｇ的电流密度下比电容可达１７５Ｆ／ｇ。
刘凤丹等［２０］以天然植物纤维苎麻为原料，采用ＺｎＣｌ２化学活化法制备出具有较低内阻和良好功率特性的超级电容器用活性炭纤维。
陈秋飞［２１］、刘志玲［２２］等分别以沥青炭纤维与粘胶炭纤维为原料，采用催化活化法制备出超级电容器用活性炭纤维。
Ｋ．Ｌｅｉｔｎｅｒ等［２３］以聚酰胺为原料制得比表面积为１３００～２８００ｍ２／ｇ的活性炭纤维，其对应电极材料的比电容最高可达１７５Ｆ／ｇ。
Ｘｕ等［２４］以聚丙烯腈为原料，采用ＮａＯＨ活化法制备出比表面积高达３２１９ｍ２／ｇ、总孔容达２．１６ｃｍ３／ｇ、中孔集中分布在２～５ｎｍ的活性炭纤维，在离子液体电解液中，该活性炭纤维在室温下的比电容达１８７Ｆ／ｇ，在６０℃时的比电容增加到１９６Ｆ／ｇ。
Ｈｉｒｏｋａｚｕ Ｏｄａ等［２５］考察了活性炭纤维表面的官能团对其电化学性能的影响。
结果表明，在水系电解液中，活性炭纤维表面的含氧官能团对电容器比电容的影响大于ＢＥＴ比表面积；在有机电解液中，活性炭纤维孔结构对比电容的影响更显著。
与活性炭相比，活性炭纤维独特的孔结构及良好的导电性，使其在质量比电容方面具有优势，但活性炭纤维表观密度通常较低，导致体积比电容不高。
为此，人们开发了新型热模法制备高密度活性炭纤维技术［２６］。
此外，为提高活性炭纤维的比电容，人们还采用高温氧化、电化学修饰及导电聚合物包覆等手段对活性炭纤维进行处理，取得了较好的效果。
１．３ 炭气凝胶炭气凝胶是一种质轻、比表面积大、中孔发达、导电性好、电化学性能稳定的纳米多孔无定形炭材料［２７］。
它是由苯二酚－甲醛（ＲＦ）和苯酚－糠醛（ＰＦ）体系经溶胶－凝胶过程所形成的有机气凝胶高温裂解而成，其制备过程一般包括形成有机凝胶、超临界干燥和炭化三步［２８］。
美国劳伦兹利物莫尔国家实验室在美国能源部的支持下于１９８９年首先开展超级电容器用炭气凝胶的研究工作。
Ｐ．Ｇｏｕｅｒｅｃ等［２９］采用比表面积为４００～５００ｍ２／ｇ的多孔热聚合丙烯腈炭气凝胶薄膜制成超级电容器电极，在５ｍｏｌ／ＬＫＯＨ电解液中，其比电容达１３０Ｆ／ｇ，能量密度和功率密度分别为４．４Ｗｈ／ｋｇ、１４００Ｗ／ｋｇ。
夏笑虹等［３０］研究了醇溶剂对炭气凝胶的结构及电化学性能的影响。
蒋亚娴等［３１］合成了具有良好循环性能和功率特性的球形炭气凝胶电极材料。
Ｌｅｅ等［３２］制备出比表面积为７０６ｍ２／ｇ的超级电容器用炭气凝胶，其在１ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４电解液中比电容达８１Ｆ／ｇ。
Ｂ．Ｚ．Ｆａｎｇ等［３３，３４］采用热处理、化学活化及表面修饰等方法使炭气凝胶电极材料的比电容明显增大。