纳米钴酸镍的制备文献综述 1.1 超级电容器的定义
1.1.1 超级电容器的基本原理
超级电容器主要是利用两个过程储存能量的。其一是电解液中的离子在电极/溶液界
面上形成双电层的过程， 其二是溶液中的离子在电极活性物质上的快速可逆的电化学吸附
与脱附过程[1]
。
(1) 双电层电容器
双电层电容是在电极/电解质界面通过电子或离子的定向排布造成电荷的对峙所产生
的。对一个电极/电解质体系，会在电子导电的电极和离子导电的电解质界面上形成双电
层。当在两个电极上施加电场后，溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移，在电极表
面形成双电层；撤消电场后，电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电
层稳定，在正负极问产生相对稳定的电位差[2]
。这时对某一电极而言，会在一定距离内(分
散层)产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷，使其保持电中性；当将两极与外电路连
通时，电极上电荷迁移而在外电路中产生电流，两极的阴阳离子迁移到溶液中成电中性，
这便是双电层电容的充放电原理。由于它的储能与释能过程类似于物理电容，因此其放电
时的功率输出密度很大，一般超过 lkw·L-1
，非常适合需要大功率应用的场合。目前，
这类超级电容器多以碳基多孔介质作为电极活性材料，已经实现了商品化，在技术上最为
成熟[4]
。
(2) 法拉第电容器
法拉第电容器与双电层电容器储能方式截然不同。当电极工作时，在电极表面或体相
的准二文空间上，电活性物质进行欠电位沉积或发生高度可逆的氧化还原反应，产生与电
极充电电位相关的电容，此过程为动力学可逆过程，与二次电池不同但与静电类似，其特
点为：①极化电极上的电压与电量几乎呈线性关系；②当电压与时问呈线性关系 dV/dt=K
时，电容器的充放电流为恒定值。此外，由于法拉第准电容不仅在电极表面产生，还可在
整个电极内部产生，其最大充放电性能由电活性物质表面的离子取向和电荷转移速度控
制， 因此可在短时间内进行电荷转移， 从而获得较高的比功率。 在电极面积相同的情况下，
法拉第准电容可以是双电层电容的10～100 倍。目前，人们的研究焦点已经转移到法拉第
电容器上[5]
。
从以上超级电容器的储能机理可以看出它是一种介于普通物理电容器和二次电池之
间的新型能源器件。这种新型能源器件所存贮的能量比普通物理电容器大一个数量级以
上，同时又保持了物理电容器释放能量速度快的优点，这显然可以弥补蓄电池（如铅酸、3576