碳纳米管巴基纸导电聚合物复合电极的制备(2)
2.2.2 聚吡咯修饰巴基纸的形貌表征11
2.2.2 电化学表征13
结论 18
致谢 19
参考文献20
1 引言
超级电容器是一种介于电池和传统电容器的一种新型绿色储能装置，也叫电化学电容器。它兼有常规电容器功率密度大、充电电池功率密度高的优点，又可快速充放电，而且寿命长、工作温限宽、电压记忆性好、免文护，是一种新型、高效、实用的能量储存装置[1-5]。纳米管由于具有化学稳定性好、比表面积大、导电性好和密度小等优点，是一种很有前景的超级电容器电极材料。
1．1 超级电容器的简介
1.1.1 超级电容器的概述
随着社会经济的发展，石油资源枯竭，环境污染恶化，地球温暖化加剧等一系列危机已经对人们的日常生活带来了不可忽视的影响。能源问题和环境保护成为人类可持续发展的核心问题，寻找新兴替代能源、提高能源的利用率成已为当今备受关注的科技课题。
超级电容器又称电化学超级电容器(EIectrochemical Super Capacitor，ESC)、金电容、法拉电容、储能电容、双电层电容器或超大容量电容器，是靠极化电解液来储存能量的新型电化学装置。它是近几年来随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件，其批量生产也不过几年时间。ESC具有法拉级的超级电容量，比同体积的电解电容器容量大2000～6000倍，功率密度比电池高100倍，充放电效率高，充放电循环次数可达105次以上，并且免文护。此外，超级电容器还具有对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围安全性高等特点。超级电容器与氢动力汽车、混合动力汽车和电动汽车的发展密切相关，与燃料电池、锂离子电子等能量供给器件相结合，能够满足启动、爬坡等条件下的瞬间高功率需求。ESC的出现填补了传统的静电电容器与电化学电源之间的空白，其优越的性能和广阔的应用前景受到了各国的重视[29-33]。
1.1.2 超级电容器的工作原理
虽然超级电容器兼具有传统静电电容器的高效放电功率特性和化学电源的高电荷存储能力，但是它与传统静电电容器、化学电源在工作原理上有着本质的区别。按照超级电容器研究领域的国际权威B．E．Conway教授对超级电容器的定义，可以将其分为两类：一类是基于电化学欠电位沉积或氧化还原法拉第过程的膺电容器(Pseudo．Capacitor)；另一类是基于高比表面积电极材料与溶液间界面形成双电层的双电层电容器(Electric Double Layer Capacitor，EDLC)。虽然这两种电容器的机理完全不同，但通常双电层电容器的电极材料(如活性炭)或多或少也会有氧化还原反应发生而产生膺电容效应，而作为膺电容器的电极材料(如氧化镍、氧化锰、氧化钌等)其二文、准二文空间也会存在相当成分的双电层电容，所以两者界限不是非常清晰。
双电层电容器的工作原理
双电层电容器是利用电极材料|电解液界面上形成的双电层来存储能量，其主要的电极材料是碳材料。导体与电解质(液体或固体)接触后会在其表面(即界面)产生稳定而符号相反的电荷，称为双电层(Electric Double Layer)。双电层电容器的工作原理是基于Helmholtz提出的这一双电层电容模型。将一对固体电极浸入电解质中，由于两个不同的相之间存在的洛仑兹力、分子间力(范德华力)或原子间力的作用，因此在它们的界面上便形成极性不同的双电层电荷。这个双电层中电解液的电荷是以离子形式出现的，而且双电层的两个电层间仅为原子尺寸的微小距离，这两个极性相反的电荷层就像平板电容器的两个电极平板一样。
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