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2.3 分析表征 .. 12
2.3.1 X射线衍射(XRD)表征 12
2.3.2 扫描电镜(SEM)表征 12
2.3.3 N2 吸脱附(BET)表征 13
2.3.4 循环伏安测试 .. 14
2.3.5 恒电流充放电测试 14
3 结果与讨论 15
3.1 XRD 物相分析 .. 15
3.2 扫描电镜分析 15
3.3 BET 比表面积分析 . 17
3.4 电化学性能测试 .. 18 3.4.1 循环伏安分析 .. 18
3.4.2 恒流充放电分析 . 19
4 结论 .. 21
致谢 21
参考文献 . 23
1 文献综述
1.1 超级电容器的定义
超级 电容器（supercapacitor,ultracapacitor）也叫双 电层 电容器(Electrical
Double-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC)， 黄金电
容、法拉电容，它储存能量的方法是通过使其 中的电解质被极划反应。作为电化
学元件之一，它储存能量是一种物理反应的过程而非化学反应，这是一种可逆的
储存能量的过程，即使反复充放电数十万次，也不会影响超级电容器的性能。超
级电容器拥有两个无反应活性的电极板，这些电极板的孔隙率很大，这些电极板
在电解质中悬浮，当电极板被通上电压时，正极板和负极板会各自 吸引电解质中
的负正两种离子，两个容性存储层在这个过程中形成的，离开了电解质的正负离
子会被各自吸附在相反的电极 极板附近。
以双电层理论为基础理论，这种理论最早是由德国物 理学家亥姆霍兹提出
的，这种全新的电容器在此理论上被研制成功。我们知道，金属电极表面被插入
电解质溶液中后，会发生电解反应，过剩电荷会出现在液面两侧，他们的电荷符
号是与电极相反的，电位差因此而形成。所以，两个电极被同时插入电解液后，
施加一个很小的电压，电解液中的离子在电场作用下产生了极化反应，的正、负
离子会迅速运动向两极，紧密的电荷层在两极表面形成，这种电层叫做双电层。
传统电容器中极化电荷是电介质在电场作用下产生的，这和双电层所产生的
极化电荷是类似的，平板电容器产生的电容效应，类似于紧密的双电层，然而，
由于紧密的电荷层所需要的电荷间间隙较少，仅占用很少的空间，顾在于普通电
容器的比较中，这种电容器具有更大的容量。
双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下
直接充电， 如果出现过电压充电的情况， 双电层电容器将会开路而不致损坏器件，
这一特点与铝电解电容器的过电压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池
相比，可进行不限流充电，且充电次数可达 10^6
次以上，因此双电层电容不但具
有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元
器件。
1.1.1 超级电容器的基本原理
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个
极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，
在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下， 在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间
的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫