陈鑫林 朱志平 吴宝鑫 陈曙光 周 攀 贺 浩

(长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114)

0 引言

为了应对日益增长的能源需求和化石能源逐渐枯竭的危机，可持续能源例如太阳能、风能等相关的新能源被迫切需求[1-3]。因此高效的二次储能设备，如超级电容器、电池，吸引了研究者的目光，特别是在功率密度和循环稳定性方面，超级电容器具有独特的优势[4-6]。而根据储能机理的不同，超级电容器又分为双电层电容器和赝电容电容器。双电层电容器利用物理吸附和脱附进行电荷储存和释放，其典型电极材料为碳材料，例如活性炭、石墨烯、碳纳米管等。而赝电容电容器则利用电极材料和电解液之间发生的氧化还原反应来实现电荷的储存和释放，其典型电极材料为过渡金属氧族化合物、导电高分子等[2,7-9]。在当前的实际应用中，尽管赝电容电容器的能量密度相较于双电层电容器来说，有了很大的提高，但与锂离子电池相比，仍然存在较大的提升空间[10-11]。

根据能量密度(E)的计算公式(E=V2C/2，其中V为器件的电压，C为器件的比电容)可知，E可以通过以下2种途径进行提高，一是以活性炭(AC)为负极，组装成非对称电容器器件，可以有效地提高器件的电压窗口；另一个途径是对电极材料进行改性或复合等处理，以获得具有更高比电容的电极材料[12-15]。对于复合电极材料来说，采用不同的赝电容电极材料进行复合，不仅可以获得具有较高比电容的电极材料，而且还可以利用材料之间的结构协同作用，缓解在充放电过程中产生的应力应变对结构造成的破坏，从而进一步保障电极材料的循环稳定性[13,16]。……