AC /Li4 Ti5 O12 100 F/g-168mAh / g 1M LiPF6 In EC:DMC 1. 5—2. 8 6

Ni(OH)2 /AC 292 mAh/g-280F / g 6M KOH in H2 O 0—1. 5 32

LiMn2 O4 /AC 110 mAh/g-280F / g 1M Li2SO4 in H2 O 0. 8—1. 9 39

LiCoO2 /AC 126 mAh/g-280F / g 1M Li2SO4 in H2 O 0. 5—2. 05 45

                表1-1，不对称型超级电容器与双电层电容器性能比较[15-17,20-22]

1.2 不对称超级电容器基本结构

    不对称超级电容器主要由电极、集流体、电解质、隔离膜、引线等几部分组成（图1-2）。电极的制造技术、电解质的组成和隔离膜质量对超级电容器的性能有决定性的影响。

 图1-2 不对称超级电容器结构示意图

1.3 不对称超级电容器工作原理

不对称型超级电容器综合了超级电容器的两大储能机理：双电层电容器与法拉第准电容器储能机理。一方面利用电极和电解质之间形成的界面双电层存储能量。另一方面在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度的化学吸脱附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的电容[23]。

1.3.1 双电层电容器

金属电极是一种良导体，所以在平衡时，其内部不存在电场。任何金属的相对过剩电荷都严格分布于金属的表面上。当金属插入电解液中时，金属表面上的净电荷将从溶液中吸引部分不规则分配的带异种电荷的离子，使它们在电极/溶液界面的溶液一侧离电极一定距离排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。这个界面由两个电荷层组成，一层在电极上，另一层在溶液中，因此称为双电层。由于界面上存在一个位垒，两层电荷都不能越过边界彼此中和，这样在电极/溶液界面上就形成一个类似平板电容器的双电层电容器。如图1-3所示。

图 1-3 双电层电容器工作原理图 

    双层电容器工作原理是利用电极表面电荷密度的电势性依赖性，通过控制电极电势使电荷以静电的方式储存于电容器电极界面上从而实现电荷的储存和释放的过程。充电时，外电路电势使得聚集在电极表面的过剩电荷增加，这就使得电解液中有更多的带异号电荷的离子聚集在电极材料附近，从而形成更大面积的电极/电解液的界面双电层。通常这种在充电时强制形成的双电层会产生相当高的电场。放电时，随着两极板之间的电位差降低，正负离子电荷返回到电解液中，电子流入外电路的负载，从而实现能量的储存与释放。同时，一个双电层电容器单元一定具有这样的双电层，在每一个电极界面各有一个，在充放电时它们的工作方式正好相反。这种双电层电容器储存能量的能力直接和电极材料的比表面积有关。典型的双电层电容器的电极材料为高比表面积的碳材料。这种碳材料的比表面积一般可达到1000~2000 m2/g，其理论比容量为250 F/g，这就意味着在1 V的工作电压下，这种电容理论上可以储存250 J/g的能量。但实际上，一般只能实现上述理论值的20%左右或者更低水平。论文网