超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的双电层理论基础上的一种新的电容器[20]。直到近几年才实现了批量生产。超级电容器是介于传统电容器和电池之间的一中新型储能器件。与传统电容器相比，超级电容器具有更高的功率密度和更长的循环寿命，可大电流快速充放电，在各个方面都具有广泛的应用，成为研究开发的热点，近年来，超级电容已经投入使用，但是，它们还需要不断改进。目前，各种新型材料的开发和技术的发展，超级电容器的材料也在发生着变化，推动超级电容的不断发展。

1.1.4超级电容器研究概况

超级电容器按工作原理可分双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器。双电层电容器电容的产生是基于离子在电极-电解液界面的静电吸附，如碳电极电容器;赝电容器是除了静电作用力以外，还进行了活性物质的欠电位沉积或进行了一系列氧化还原反应，由此产生电容。赝电容器可发生快速法拉第反应，且赝电容可在整个电极的内部产生，因此赝电容器的电容值有很大的提高，一般是双电层超级电容的10~100倍[21]。赝电容材料一般为过渡金属氧化物和导电聚合物，氧化钌是目前研究最成功的金属电极材料[22]，但是由于其稀少且价格昂贵，难以大规模的生产。目前，世界各国最普遍使用的还是碳材料双层电容，因为其原料丰富，价格低廉。

1879年，德国人亥姆霍兹((Helmholtz)发现了双电层原理，如图1-2(a)所示，当电容器两端存在电压时，正负极分别带有正负电荷，此时，电极-电解液界面由于静电作用带有反向电荷。Stern[23]将早期Helmholtz模型更加精确的Gouy-Chapman模型结合，发现在电极-电解液界面存在两个离子分布区域：一个内部区域的紧密层（Stern层）和一个扩散层。在紧密层中，离子强烈吸附在电极上：在扩散层中，电解质离子由于热运动在溶液中形成连续分布。因此，电极-电解质界面双电层电容（Cdl）可以认为由两个部分组成：紧密层电容（CH）和扩散层电容（Cdiff）。CH和Cdiff作为整个双电层电容Cdl的共轭原件