钴镍复合氧化物的制备工艺的研究(2)
1.2 超级电容器概述超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容器。超级电容器是一种电化学元件， 它在储能的过程中是可逆的， 也不会发生化学反应， 所以超级电容器可以反复充放电数万次。超级电容器，你可以将他看作两个多孔电极板，在两个电极板悬浮在电解质中，并无反应活性；加电在极板上，电解质中的负离子被正极板吸引，正离子被负极板吸引，实际上形成两个容性存储层，在负极板附近存在着被分离开的正离子，而正极板附近有负离子的存在。超级电容器【1】是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。要是插入电解质在溶液中金属电极的液面与表面两侧，就会导致出现过剩电荷，然后就会产生电位差。那么，同时插入两个电极在电解液中，并在其间增加一个电压，这个电压必须要小于电解质溶液分解电压，这时在电场的作用下，电解液中的正、 负离子会很快向两极运动，从而形成紧密的电荷层，也就是双电层，在两个电极的表面。双电层中的电介质和传统电容器中的电介质， 产生了相似极化电荷， 在电场的作用下，从而产生电容效应，紧密的双电层可以当成平板电容器，但是，普通电容器电荷层间的距离要比双电层紧密电荷层间距离大得多，所以双电层的容量要比普通电容器大得多。铝电解电容器要比双电层电容器的内阻相对小一点，所以双电层电容器可以直接充电，在没有负载电阻的情况下；双电层电容器将会开路，如果过电压充电的情况万一出现的话，然后就会损坏器件，铝电解电容器的过电压击穿则不同于双电层电容器。另外， 与可充电电池相比，双电层电容器可进行不限流充电，充电次数可达106次以上。因此，双电层电容器不仅具有电池的特性，而且还有电容的特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。
1.2.1 超级电容器的电解质超级电容器的电解质是关键组成之一。而电解质又可以分为液态电解质和固态电解质。电解质通常由溶剂以及电解质盐组成。然后电解质通常也需要满足一些基本的性能：首先得满足电解质的电导率要高；其次电解质不能与电极发生电化学反应；使用温度范围要宽；最好需要选择无毒，安全以及价格合理的电解液。本实验我们采用的是 KOH 溶液作为电解液。KOH 溶液的电导率都很高，电容器的内部阻抗低，但是它的分解电压低(一般在 1V左右)，电容器的低温性能差。这种强碱具有很强的腐蚀性，容易腐蚀集电体和容器，不易操作，而且水系电解液的分解电压低， 每个单元电容器的分解电压在1V 左右，故要得到电压高的电容器，必须进行串联，所以不易微型化。所以研究热点转向了非水溶液电解质和固态电解质。
1.3 超级电容器的特性超级电容器的特性基本可分为以下几点【2-4】 ：（1）大容量，一般双电层电容器容量很容易超过1F。（2）充电速度快，充电10 秒~10 分钟可达到其额定容量的 95%以上。（3）使用期限长，充放电寿命很长已经成为超级电容器最突出的特性，可达 500000次或 90000小时。（4）工作温度范围高，正常工作温度范围在-40°C~70°C。（5）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的 5~10 倍。（6）安全系数高，长期使用免文护。（7）无毒，环保。1.4 超级电容器电极材料目前，一共有三类电极材料被应用于超级电容器中，分别为：碳类材料、导电聚合物类和金属化合物材料。1.4.1 碳类材料碳素材料主要包括碳纳米管,活性炭（AC） ，炭气凝胶[5],活性炭纤文（CFA） ，石墨等。它的优点包括原材料比较多、价格比较便宜、化学稳定性高、比表面大、导电性能好； 但也有不少缺点就是比电容太小还有就是能量密度不够高。