张秋红， 左宋林， 卫歆雨， 王永芳

(南京林业大学化学工程学院 江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，江苏 南京210037)

1 前言

电化学双层电容器，又称超级电容器，是一种新型储能元件，因其具有高功率密度、快速充/放电特性、循环寿命长(循环充/放电可达105～106次)和安全性能好等优点，可广泛用于电动汽车、轨道交通、电力系统、家庭、医疗和军用电子产品等领域[1]。与电池等储能设备相比，超级电容器能量密度(单位体积或质量储存的电能)较低，限制了它的应用[2]。根据能量密度计算公式E=1/2CV2，提高能量密度主要两种方法是：选用具有宽电位窗口的电解质或提高电极材料的比电容量。

目前超级电容器使用的电解质：水系、有机系和离子液体三类电解质[3]。与水系和有机系传统电解质相比，离子液体具有电化学窗口宽、化学性质稳定、热稳定性好、挥发性低、不易燃等特点。因此它是构筑高性能超级电容器特别是实现高能量密度的首选电解液，也是解决双电层电容器能量密度较低的有效方法[4]。

目前超级电容器的电极活性材料主要是多孔炭材料，包括炭气凝胶、碳纳米管、介孔炭材料、石墨烯和活性炭等[5-7]，其中活性炭在超级电容器方面的应用已经商业化。活性炭的孔隙结构是影响其作为超级电容器电极材料的主要结构因素。理论上，活性炭中与电解质离子尺寸相匹配的孔隙越发达，相应的孔隙的比表面积越高，则活性炭的比电容量就越大[8-9]。……