碳基超级电容器电极材料的研究进展_雷文

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1、http://www．hxtb．org化学通报2013年第76卷第11期·981·碳基超级电容器电极材料的研究进展111*2雷文赵晓梅何平刘洪涛12(西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010;中南大学化学化工学院长沙410083)摘要超级电容器是近年迅速发展起来的一种新型储能元件，决定超级电容器性能的最重要因素是电极材料。碳材料以其比电容高、循环寿命长和资源丰富等优点，已经成为当前超级电容器电极材料的有力竞争者。用作超级电容器电极的碳材料主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。本文详细介绍了超级电容器用碳材料的特点、应用及发展状况，并指出

2、制备具有大比表面积和高导电率的多孔碳是当前碳材料电极的主要研究方向。关键词超级电容器电极材料碳材料比表面积比电容ＲesearchProgressofCarbon-basedElectrodeMaterialsofSupercapacitors111*2LeiWen，ZhaoXiaomei，HePing，LiuHongtao1(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010;2SchoolofChem

3、istryandChemicalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083)AbstractSupercapacitorshavebeendevelopedrapidlyinrecentyearsasanewenergystoragecomponent，andelectrodematerialsplaythemostimportantroleinthesupercapacitors．Carbonmaterialswithhighspecificcapacitance，longcycle

4、lifeandrichresourceshavealreadybeenthemostpowerfulcontenderamongsupercapacitorelectrodematerials．Carbonelectrodematerialsusedinsupercapacitorsincludeactivatedcarbon，carbonnanotubesandgraphene，etc．Thecharacteristics，applicationanddevelopmentstatusofcarbonmaterialsareintrodu

5、ced．Preparingporouscarbonwithhighspecificsurfaceareaandelectricconductivityisthemainresearchfieldofcarbonmaterialelectrodes．KeywordsSupercapacitors，Electrodematerials，Carbonmaterials，Specificsurfacearea，Specificcapacitance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。

6、超级电容器的相关研究及近年来的快速发展顺应了人们对新型能源的需求。超级电容器以充放电时间短、循环寿命长、使用温度范围宽、兼具物理电容器高比功率和电池高比能量的优异特性迅速吸引了人们的注意。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［1～5］空航天和国防科技等方面发挥着重要作用。超级电容器主要由电极、电解质、隔膜等组成。当前，对于超级电容器的研究主要集中在电极材料方面。按照电极材料的不同，超级电容器大致可以分为3种类型:碳材料

7、超级电容器、金属氧化物超级［6］电容器和导电聚合物超级电容器。碳材料超级电容器基于双电层理论，当向电极充电时，在电极和［7］电解质溶液界面的两侧形成电荷量相等、电性相反的电荷层。金属氧化物和导电聚合物主要依赖于［8］电极表面发生的氧化还原反应产生赝电容。碳材料比电容高，循环寿命长，结构多样，价格适中，是当前超级电容器领域最为活跃的研究方［9］向。本文概述了碳材料超级电容器电极的发展现状，对电极材料研究过程中发现的问题进行了切实雷文男，26岁，硕士生。从事超级电容器电极材料研究。*联系人，E-mail:heping1971@yahoo．com

8、．cn国家自然科学基金资助项目(20976198);四川省科技支撑计划(2010GZ0300)2013-04-24收稿，2013-07-02接受·982·化学通报2013年第76