超级电容器用活性炭电极材料研究进展

　　超级电容器用活性炭电极材料研究进展

 

　　近年来化石能源逐渐枯竭，不可再生资源日益短缺，能源危机与环境污染问题越来越引起人们的高度关注，开发新型能源和新型储能设施成为 21 世纪人类必须要解决的难题。超级电容器是近几年发展起来的一种性能介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，能提供比传统电容器高近百倍的能量密度，比电池高数十倍的功率密度，且充放电速度非常快，仅需1～30s，循环使用寿命长，大于100000。

　　因此，其应用市场前景广阔，在电动汽车、航天航空、军事、电子工业等诸多领域有着巨大的商业价值。由于储能机理的不同，超级电容器分为双电层电容器和法拉第赝电容器，前者主要以多孔炭材料为电极材料，在电极/电解液界面形成双电层来储存能量，后者主要以金属氧化物或导电聚合物为电极材料，通过活性物质发生欠电位沉积或氧化还原反应的形式储存能量，在超级电容器的研究中，电极材料是影响其电化学性能的关键因素。多孔炭材料、金属氧化物和导电聚合物是常用的 3 种电极材料，其中多孔炭材料因具有良好的充放电稳定性、循环使用寿命长、成本适中等优点而受到学术界和工业界的广泛关注。应用于超级电容器的多孔炭材料主要有活性炭、活性炭纤维、炭气凝胶、炭纳米管等，其中活性炭应用最广泛，这是因为其比表面积大、化学稳定性好、成本低。作者主要论述了活性炭电极超级电容器的研究进展，并展望了其未来的发展趋势。