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碳基双电层电容器电极材料的研究进展

2011-07-27刘小军徐新华黄壮昌

化学与生物工程 2011年11期

刘小军,徐新华 ,黄壮昌

(1.陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西 西安 710302;2.西安交通大学第一附属医院,陕西 西安 710061;3.潮州三环集团股份有限公司,广东 潮州 521000)

碳基材料作为能源材料日益受到重视,用比表面积较大的活性炭制作双电层电容器(EDLC)的电极就是碳基材料在能源领域的重要应用之一。双电层电容器是一种新型电化学能量储存装置,其电容比传统电容器大得多,电容量为法拉级;结构与性能类似于电池,具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长、对环境无污染等优点。双电层电容器是最早出现的超级电容器,自1957年美国通用电器公司申请了首个以多孔炭为电极材料的双电层电容器专利以来,碳基双电层电容器受到了世界各国科研人员的高度重视并逐渐得到大规模商业应用[1~3]。作为一种绿色环保、性能优异的新型储能器件,碳基双电层电容器应用遍及国防、军工以及电动汽车、数字通讯、计算机等众多民用领域。

1 双电层电容器工作原理

双电层电容器是建立在界面双电层理论基础上的一种全新的电容器[4]。双电层电容器电极材料主要为碳基材料,以双电层形式储存能量。

1879年,德国人Helmoholtz最早提出了双电层理论,认为金属表面上的净电荷将从溶液中吸引部分不规则分配的离子,使它们在电极/溶液界面的溶液一侧离电极一定距离排成一排,形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而电性相反的界面层。……

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