超级电容器电极材料的研究参考完成

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1、超级电容器电极材料的研究汇报内容超级电容器的原理2研究背景及意义1电极材料的改进5总结64超级电容器电极材料及研究现状超级电容器的应用31.研究背景与意义随着社会的发展，人们对能源的需求在不断增长，但是传统的能源不可再生，环境的污染，持续升级的石油能源危机使人们迫切需要一种清洁的、可再生的能源。近年来超级电容器的相关研究和进展则顺应了人们对新型能源的需求。超级电容器是一种介于普通电容器和二次电池之间的新型储能装置，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。2.超级电容器的原理根据储能机理的不同，超级电容器可以分为双电层电容器和

2、赝电容电容器。双电层电容器是利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来存储能量，其电极通常采用具有高比表面积的多孔炭材料；而赝电容，是指在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，使其发生快速、可逆的化学吸附/脱氧吸附/还原反应，从而产生比双电层电容更高的比电容。超级电容器分为：电极、电解质、集流体和隔离物四大部分。超级电容器结构示意图3.超级电容器的应用超级电容器的特点：超级电容器的研制成功是储能设备（蓄电池）的一次革命：其他储能设备，都是由电能转变成化学能，再由化学能转变成电能，两次转变能量有损失，超级电容器直接充电，再直接放

3、电，能量形式没有转变，能量也没有损失；充放电效率高达98％，经济价值大。超级电容器比功率大，其特性是：充电时，充电量大，充电量快；放电时，放电量大，放电量快。在电动车辆运行时，起步快，加速快，爬坡有力，比铅酸电池大30多倍，这是电动车能用得上最重要的性能。3.超级电容器的应用超级电容器用途非常广泛。可用于通讯科技、信息技术、家用电器等各领域，如它可用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池；用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车

4、。此外还可用于其他机电设备的储能能源。3.超级电容器的应用2.超级电容器在电动大客车的应用4.超级电容器电极材料及研究现状超级电容器电极材料主要是金属氧化物和导电聚合物。金属氧化物基电容器目前研究最为成功的主要是氧化钉/硫酸水溶液体系。但是，氧化钉价格昂贵，不易实现商业化，而且其相应的电解质对环境不友好，对集流体的要求较高，从而限制了它的应用。现在研究比较多的主要是对氧化镍、氧化钴和氧化锰等的研究上。其中氧化镍和氧化钴的比容量可达200~300F/g，但是他们的电位窗口相对较窄，能量密度较低。因此，氧化锰是另一种受到重视的过渡金属氧化物电极材料。（一）

5、、氧化锰电极材料氧化锰资源广泛，价格低廉，具有多种氧化价态，而且对环境无污染，在电池电极材料和氧化材料上已经广泛地得到应用。现在用于超级电容器的氧化锰电极材料研究已经取得了很大的进展。高比表面二氧化锰是一种价格低廉且性能良好的新型电极材料。分别用溶胶凝胶法和电化学沉积法来制备二氧化锰，通过比较发现，用溶胶凝胶法制备的二氧化锰的比电容量比用沉积法制备的二氧化锰高出1/3。达到698F/g，且循环1500次后，容量衰减不到10%。4.超级电容器电极材料及研究现状（二）、氧化锰电极氧化锰电极材料分为两类：氧化锰粉末电极和氧化锰薄膜电极。氧化锰粉末电极制备过程

6、氧化锰电极材料的制备方法：液相沉淀法Sol-Gel法低温固相反应法热分解法4.超级电容器电极材料及研究现状（三）、薄膜电极薄膜电极是指采取一定的方法在基片上直接沉积氧化锰，或在基片上先沉积锰盐或纯锰，然后通过热分解或者氧化方法生成氧化锰电极。制备过程不加入粘结剂和导电材料，因此该方法制备的电极一般都有比较薄，使得电解液与氧化锰材料的接触机会增多，电解质的利用率较高，因此制备的电极比容量相对比较高。制备方法：电化学法Sol-Gel法真空蒸发法4.超级电容器电极材料及研究现状（四）、金属复合材料金属复合电极材料目前研究的重点是找出合适的金属或氧化物来替代钌

7、，减少钌用量，降低成本，并提高电极材料的比电容。如以比电容达250F/g的活性炭作为负极，0.31mm厚的超薄型烧结复合镍钴电极材料作为正极，组装了活性炭-烧结复合镍钴超级电容器，它的最大比能量可达16Wh/kg，最大比功率达10KW/kg。4.超级电容器电极材料及研究现状（一）掺杂对电极材料进行其他物质的参杂，不仅能提高电极的比热容，而且能提高电极的功率特性.例如：参杂二氧化锰比未参杂的更有利于提高二氧化锰电极的放电性能和循环性。这是因为参杂使二氧化锰的氧化还原反应基本保持在生成可逆产物范围内而生成不可逆产物相对减少，从而保证其循环性。5、电极材料的

8、改进4、电极材料的改进（二）导电性的改进超级电容器的电极材料应具有高比电容量，较小的电阻等性能