马红雷

摘 要：由于人类对能源需求量越来越多，对环境保护意识越来越强。发展清洁能源迫在眉睫。本研究探讨了超级电容器的特点和超级电容器电极板材料发展。

关键词：超级电容器；法拉第赝电容；双电层；钴酸铜；导电率

引言

随着人们生活水平逐渐提高，工业水平不断发展，煤炭和石化能源日渐枯竭，并且这种能源造成环境大量的污染，这就迫使人类开发新的可再生无污染的能源，目前人类能利用的清洁能源有，太阳能、风能、核能、水能等。这些能源我们几乎都转化为了电能。 而传统的电能存储装置总是存在着很严重的不足，存储的容量小，充电的时间长，充放电循环周期短等缺点。这就迫使人们研发新的更有价值的电能存储器。

1、超级电容器的原理及分类

由于新科技不断的发展，人类研发出一种介于传统电容器和电池之间的新型电能存储装置，这种存储装置具有寿命长、安全性高、可以快速充放电等优点。我们称之为“超级电容器”。目前这种电容器主要有三种：双电层电容器、混合电容器和法拉第赝电容器。

双电层电容器有两个电层极板来存储能量，通过充电在两个电层极板间产生大量正负电荷，去掉电源后在两个极板间接入外界电路，就可以实现放电，来完成一个充放电循环。

混合电容器的极板是一种新型的电容材料，它是以传统的电池材料和新型的活性炭作为电容器的正负端。

法拉第赝电容器是在加入一个外电压的作用下，电活性物质在电极板表层产生欠电压沉积，形成赝电容，其工作原理如图1。

2、超级电容器的特点

和传统的物理型电容器相比，超级电容器有很多的优点。首先能量密度高，单位面积存储电量多，用的材料比较环保几乎无污染。其次充放电时间短，可以进行大电流快速充电，很短的时间内就可以充满，这就解决了传统存储器充电时间问题，并且对环境因素要求不高，再低温和高温环境下都能使用。最后循环使用寿命长，可循环充放电万次以上。

3、超级电容器电极板材料发展

影响超级电容器性能参数的条件有很多，但主要的是电极板材料。目前应用最广泛的是炭基材料，价格便宜存储量大性价比较高。其次是导电聚合物电极材料，是采用半导体材料制成的高导电性能的电极材料。再次就是金属氧化物电极材料，这种材料存储能力强，并且很容易获得。目前发展最快的新型材料是钴酸铜材料电极板。它是具有导电率高、使用寿命长、耐腐蚀、自然界含量丰富、成本比较低廉等特点，而成为超级电容器材料的主流。

4、超级电容器在新能源领域的应用

在新能源领域，主要应用超级电容器的“工作温度范围广，使用寿命长，冲放电速度快，功率密度大”等特点。比如说，用在风力发电方面，电动汽车与动力混合汽车方面，微电网及分布式储能方面等。

5、结束语

由于人类对能源需求量越来越多，对环境保护意识越来越强。发展清洁能源迫在眉睫。这就迫使我们去研发新的超级存储器才能满足我们日常生活和工业的需求。

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