碳纳米管巴基纸导电聚合物复合电极的制备(3)
当两个电极未施加外部电压时，存储在双电层中的电荷很少，且当固体电极的材料相同时，在两个电极与电解质溶液界面上产生的双电层的极性也是相同的，因此对外不显示电动势。但在两个固体电极间施加一定的外加电源(低于电解质溶液的分解电压)时，电子通过外电源从正极传到负极，由于静电引力的作用，正极吸引溶液中的阴离子，负极吸引阳离子，因此溶液中的正负电荷分离并在固体电极与电解质溶液的界面上重新排列，形成两个极性相反的双电层。能量以电荷的形式存储在双电层中，对外显示一定的电动势，所具有的电容被称为双电层电容。放电时电子通过负载从负极移到J下极，阴、阳离予则从电极表面释放并返回到电解质溶液本体中。在整个充放电过程中，电极材料本身不会发生任何相变化。
赝电容电容器的工作原理
在电极表面或体相中的二文或准二文空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱吸附或氧化/还原反应，产生和电极充电电位有关的电容。在理想的双电层电容器中，电荷进入双电层，固体电极和电解质之间不会发生法拉第成流反应，此时电容量为常数且与电压无关，而膺电容器的电容量与电压有关。在活性物质中，随着法拉第电荷传递化学变化的电化学过程的进行，极化电极上发生欠电位沉积或发生氧化还原反应，充放电行为类似于电容器，而不同于二次电池。不同之处：(1)极化电极上的电压与电量几乎呈线性关系；(2)当电压与时间呈线性关系dV/dt=K时，电容器的充放电电流为一恒定值I=CdV/dt=CK。此过程为动力学可逆过程，与二次电池不同但与传统电容器类似。膺电容和双电层电容的区别在于：双电层电容在充放电过程电解液浓度保持相对稳定，而膺电容在整个充放电过程中需消耗电解液。
1.1.3 超级电容器电极材料的研究现状
目前对于超级电容的研究都是围绕着开发各种电极材料和寻找合适的电介质进行的。为了开发性能优异的超级电容器，人们先后发展使用了许多不同的电极材料，主要集中在碳基电极材料、金属氧化物电极材料和导电聚合物电极材料三类电极材料上。其中，碳电极材料是一种新型轻质多孔性非晶碳素材料，具有比表面积大，孔径分布宽及导电性能好等特点；金属氧化物电化学性能良好，在超级电容器中的研究近几年来也备受关注[6-8]；导电聚合物电极材料可通过分子设计选择相应的聚合物结构，从而提高聚合物的性能以得到符合要求的材料。碳纳米管是碳家族中出现的新成员，由于具有较好的电性能和大的比表面积等优点，从lijima发现以来，其制备、性能和应用开发等引起了人们的极大兴趣[9]。复合电极材料能利用不同组分间的协同效应来提高整体的性能，成为目前人们研究的热点之一。
1．2 碳纳米管巴基纸的简介
1.2.1 碳纳米管巴基纸的概述
碳纳米管(Carbon Nanotubes，简记为CNTs)，又名巴基管，是碳的一种同素异形体，类似石墨结构，是由吹冰边形网状石墨片卷曲成的同心且封闭的圆筒。直径从零点几nm到几十nm，长度一般为几十nm至μm级，最长可达数mm，具有较大的长径比，可视为准一文结构，是一种新型纳米材料。按照管壁层数，CNTs可分为两种主要类型：单壁碳纳米管(SWNTs)和多壁碳纳米管(MWNTs)。
碳纳米管具有类似石墨的化学键，结晶度高，导电性好，呈准一文电子结构，所以有大量离域电子可沿管壁朝一个方向移动，因而能携带高电流[10]。CNTs的另一个重要特点是具有独特的中空官腔结构（孔径多在2-50nm），呈交织网状分布，且微孔大小可通过合成工艺加以控制。由于CNTs具有大的比表面积，合适的孔结构和高导电性，被认为是超级电容器理想电极材料[11-16]。
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