钴酸镍电极材料电化学性能的研究(2)
3.1.2水热时间对电化学性能的影响17
3.1.3热处理保温时间对电化学性能的影响18
3.2NH4F水热反应体系的电化学性能影响因素19
3.2.1热处理温度对电化学性能的影响19
4结论21
参考文献23
1 文献综述
1.1 引言 从1745年Pieter Von Musschen brock发明第一个静电电容器--莱顿瓶到十九世纪七十年代亥姆霍兹首次提出双电层的概念奠定电化学电容器的基础。 人们对电能利用的要求不断的提高，蓄电池和普通的物理电容器作为最常见的储能元件渐渐无法满足生产的需要。前者可以承受的放电电流一般不超过10A，而且由于反应机理限制充电速度较慢，后者可以短时间以超大电流放电（KA至 MA级别）然而由于电介质介电常数的限制电容量有限，放电的后劲不足往往在微秒级别。因此介于二者之间的电化学电容器应运而生。经过近几年发展，电化学电容器在微电子和电动汽车领域得到了广泛的应用。
1.2 电化学电容器概述 超级电容器（super capacitor，全称：电化学超级电容器（electrochemical super capacitor））是介于电池和静电电容器之间的一种新型储能元件。它具有比传统电容器更高的比能量，比电池更高的比功率和更长的循环寿命。根据电容形成的机理不同可分为利用非法拉第方式储电双电层电容器（double layer capacitor）和利用法拉第方式储电的赝电容器（pseudo capacitor）。
1.3 电化学电容器特性 双电层电容器通过形成Helmholtz电化学双层来提高电容量。当外加电压加到其两级上时，与普通静电电容器一样，正极板存储正电荷，负极板存储负电荷，在两电极上的电荷产生的电场作用下，在电解质和电极间的界面形成异号的电荷层以平衡电解质的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以极短的距离反向排列，从而形成双电层。双电层中的电荷密度很大，正负电荷之间的距离极短，因此电容量非常大。而且由于采用多孔碳电极，电极与电解液之间的接触面积很大，这进一步提升了双电层电容器的电容量。由于双电层电容主要依赖物理静电吸附来存储电荷因此其充放电速度和寿命要高于赝电容器，而更适合高功率脉冲应用。原理见图1.1[1]。法拉第电容器是指通过电子转移来存储电能的电容器。因为该过程涉及到电活性材料的化学变化或氧化态变化与静电电容器不同，法拉第电容器又被称为赝电容器或者准电容器。值得注意的是尽管赝电容器和电池都是利用法拉第过程存储能量，但是赝电容器储电时电极材料只有氧化态的变化而不涉及到不可逆的相变因此寿命和比功率都要远高于现有的电池。由于法拉第准电容不仅发生于电极表面，而且可深入电极内部，因此赝电容器可以获得比双电层电容器更高的电容量，在电极面积相同的条件下赝电容器的电容是双电层电容的10-100倍，原理见图1-2[1]。赝电容器储能原理 相对于化学电池来说，电化学电容器的主要优势在于其快速的充放电速度，一个电化学电容器可以在数十秒内完成充放电，这是普通化学电池无法做到的，电化学电容器的功率密度要高于化学电池。由于电化学电容器独特的内部构造对于一般电池来说会造成毁灭性破坏的短路故障并不会对电化学电容器造成严重的损坏。电化学电容器对恶劣环境的耐受性也要优于传统化学电源，由于不含高能量的电极材料电化学电容器的起火风险要显著低于化学电源。在寿命方面电化学电容器由于电极材料上很少发生不可逆相比因此循环寿命要远高于蓄电池>100000 次[2] 。然而相对于化学电源电化学电容器仍然存在着一些明显的缺点。1. 电化学电容器的体积能量密度要远低于化学电源；2. 材料昂贵；3. 内阻较高，尤其是碳电极电容单体电阻往往达到数欧姆。
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