ZnO模板法制备三维金属\氧化物复合材料阵列及其电化学性能研究(3)
双电层电容的性能受电极材料比表面积的影响较大，因此其主要的电极材料有大比表面积的多孔碳电极材料，比如活性炭，碳纳米管，碳气溶胶等。
（2） 法拉第赝电容。
赝电容通常也会被成为法拉第准电容。在工作时，电解液电活性物质会以欠电位沉积的形式在电极表面和电极材料体相中的二文或准二文空间进行沉积，活性物质还会同电极材料物质之间相互作用，发生高度可逆的化学吸附、脱附或氧化还原反应，从而产生法拉第准电容。
由原理可以看出法拉第赝电容不仅产生在表面，还可以产生在电极材料内部。电活性物质的表面离子取向和电荷转移的速度影响着电容的最大充放电能力。因此提高电荷移动速率就可以获得高的比功率（比功率大于500W/kg）。法拉第赝电容的主要电极材料有金属氧化物材料和导电聚合物材料。
1.1.3 超级电容器的应用
如之前所介绍的，超级电容器有着传统电容器所不具有的优点，其能量密度和功率密度都很高，功率密度也高出电池几十倍。因此，超级电容器一出现就得到人们的关注和重视。超级电容器已经被应用在了很多领域中，在电子商品、医疗器械、通讯、国防、航空航天等领域都有所应用，并且其应用领域还在不断扩大。主要应用在以下几个方面：
1、作为储能装置。超级电容器不仅可以作为小装置的电源，还可以用于大型的发电站。在一些边远缺电的地区，超级电容器可以用来同风力发电装置或太阳能发电装置一起组成混合电源，平时超级电容器存储起一部分电能，以保证在无风或无光发电机无法工作时还能提供足够的电能。此外，如果将太阳能电池和超级电容器组合作为卫星的电源，可以提升卫星的脉冲通讯能力。
2、作为混合电动车或电动车的电源。把传统蓄电池和超级电容器结合，将二者的优点互补，作为性能良好的贮能系统。应用在电动车和混合动力汽车中，利用超级电容器高输出功率的特点，可以在汽车启动和爬坡时为其提供强大动力以分担电池的工作，对传统蓄电池起到好的保护作用。
3、作为应急电源。超级的电容器的充电速率快，可以在几分钟内完成充电，因此不会受到频繁停电的影响。其高功率的特性使其成为良好的应急电源。例如炼钢厂的高炉冷却水不能中断，必须备有应急水泵电源。突然停电时，超级电容器可以输出高功率启动发电机，为设备提供电能，确保生产安全。
4、应用于军事领域。作为探测器或武器的激光器需要大功率脉冲电源，并且军用设备多为移动式的，因此大功率的发电机或大容量出电池是必须的，而且重量和体积都不能过大，否则会减低激光武器的机动性。超级电容器高功率输出和快速充电的特性满足了这些需求，是极佳的电源。此外，作为氢能燃料电池的补偿电源也是超级电容器在军事领域中的一个重要应用。
1.1.4超级电容器的结构
超级电容器的组成结构同电池相似。如1.1所示，超级电容器由电极材料、电解液、隔膜、集流体、引线等部分组成。其中起到储能作用的电极材料是超级电容器最重要的组成部分。一般来说为了使超级电容器有更加优异的性能，电极材料需要有大的比表面积和较高的孔隙率。此外，电解液也是超级电容器的主要组成部分。能作为超级电容器的电解液的物质要满足以下这些条件：高化学稳定性、较宽的电势窗口、较快的离子传输速率、低粘度、低阻抗、低挥发性、低毒性及价格低廉。目前最常见的电解液有水溶电解液、有机电解液及离子液体等。集流体需要与活性材料有较大的接触面积、接触阻抗要较小、耐腐蚀性较强、在电解液中要保持性能稳定。使用什么材料作为集流体是根据电解液的种类而决定。通常情况下，酸性电解液使用钛材料，碱性电解液采用镍材料，有机电解液选用铝材料。中间隔膜的作用是间隔两个电极，防止电极接触发生短路，并且能够允许电解液和反应离子在之间通过。隔膜一般选择纤文结构的绝缘材料，例如聚丙烯膜等，满足条件的隔膜要超薄，有高离子电导率及孔隙率，高强度和低电子电导[6-8]。