a.贵金属贵金属RuO2电容性能研究使用硫酸电解液；容量高，功率大，成本高。热分解氧化法380F/g溶胶-凝胶法768F/g第31页，共45页，星期日，2025年，2月5日添加W、Cr、Mo、V、Ti等的氧化物降低成本复合后性能高：WO3/RuO2比容量高达560F/gRu1-yCryO2?xH2O比容量高达840F/g活性炭上沉积0.4mm无定形钌膜达到900F/g第32页，共45页，星期日，2025年，2月5日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。第33页，共45页，星期日，2025年，2月5日第1页，共45页，星期日，2025年，2月5日1954年第一份超级电容器的专利小尺寸超级电容器：1978年，松下，Goldcap牌，最早产品；1980年，NEC公司（超级电容器名称的由来）80年代末，ELNA公司；等。电容器的容量值0.01~几法拉一、超级电容器发展简介第2页，共45页，星期日，2025年，2月5日20世纪80年代末，由于电动汽车发展的需要，大尺寸超级电容器的研制成为热点。俄、欧、美、日等国列入国家研究计划。美国SurpercapacitorSymposium；从1991年起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会；美国能源部制定了超级电容器的近期、中期、长期的研究目标。日本设立新电容器研究会；将超级电容器研究列入“新阳光”计划。以Saft牵头，欧盟组织电动车超级电容器的研制。一、超级电容器发展简介第3页，共45页，星期日，2025年，2月5日我国从90年代开始研制超级电容器及其电极材料。超级电容器及其关键材料的研制已纳入“十五”、“十一五”“863”计划中的部分专项和主题：电动车专项纳米材料专项特种功能材料技术主题，等投入力度与国外相比还有很大差距一、超级电容器发展简介第4页，共45页，星期日，2025年，2月5日超级电容器(又称金电容、法拉电容）是通过极化电解质来储存电能；它是一种电化学元件，但在其储能的过程中并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的；超级电容器可以反复充放电数达十万次！二、超级电容器概述第5页，共45页，星期日，2025年，2月5日化学电容储能机制可分为：双电层电容--电极表面与电解液间双电层储能。准电容--电极表面快速的氧化-还原反应储能。相应的两类电极—-—组成三种电容器双电层电容器正、负极——多孔炭准电容器正、负极——金属化合物、石墨、导电聚合物。寿命短、电压低混合电容器电压、能量密度高1、储能原理第6页，共45页，星期日，2025年，2月5日双电层电容原理双电层电容原理是指由于正负离子在固体电极与电解液之间的表面上分别吸附,造成两固体电极之间的电势差,从而实现能量的存储。这种储能原理允许大电流快速充放电,其容量大小随所选电极材料的有效比表面积的增大而增大。充电时,在固体电极上电荷引力的作用下,电解液中阴阳离子分别聚集两个固体电极的表面;放电时,阴阳离子离开固体电极的表面,返回电解液本体。双电层的厚度取决于电解液的浓度和离子大小。第7页，共45页，星期日，2025年，2月5日超级电容（supercapacitor），双电层电容(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容，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。超级电容器介于电容器和电池之间的储能器件，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。
第8页，共45页，星期日，2025年，2月5日准电容原理（赝电容）准电容原理则是利用在电极表面及其附近发生在一定电位范围内快速可逆法拉第反应来实现能量存储。这种法拉第反应与二次电池的氧化还原反应不同。第9页，共45页，星期日，2025年，2月5日准电容原理此时的放电和再充电行为更接近于电容器