1.1.4 研究超级电容器的意义

在当下全球环境不断恶化，气温不断升高的今天，由于温室气体的过度排放， 地球已经变得满目疮痍，不止环境的恶化，还有许多资源开采的逐渐截止，这两 者互相影响下的地球已经变得岌岌可危。人们十分渴望一种环保的绿色再生能源 来代替使我们现在污染严重并又日益减少的一次性能源。而超级电容器的面世让 人们看到了这样的希望，早在上世纪中期才发现超级电容器的时候，人们已经意 识到了它的重要性，开始不断的研究它，直至今日。超级电容器的已经产生了不 可替代的重要性，它作为一种新型的储能原件，以其超大的容量、超高的功率密 度、极长的使用寿命、极高的充放电效率、绿色环保等优势，已经让全世界的人论文网

为之侧目。所以如何做出一个好的超级电容器，一个更加高效的超级电容器，特 别是在地球环境日益恶化的今天就显得更加尤为重要，而电极材料的好坏是影响 超级电容器非常重要的因素，我们所研究课题的关键就在于此，如果能设想出一 种更加优良的电极材料，势必会为超级电容器的之后的发展带来不可估量的价 值。

1.2 超级电容器的结构及其工作原理

1.2.1 超级电容器的结构

在普通的超级电容器当中，存在一个正电极与一个负电极，在这两个电极中 间所存在的是隔膜，这两个电极和隔膜之间的孔隙中为电解液[6]。超级电容器有 一个特点，就是它的电极材料必须和集流体保持着紧密的联系，要相连在一起， 这样的话能够使接触电阻的机会变得很小，从而提高它的性能；而对于隔膜的要 求，是含有较高的离子电导还有与之相对的是较低电子电导，就一般普通的超级 电容器来说，会选择大部分为纤维结构的电子绝缘材料，比如聚丙烯膜。而关于 电解液的选择要依据不同的电极材料所具备的不同性质而进行不同的选择，在本 实验中，电解液以 1M 氢氧化钾为主。

1.2.2 超级电容器的原理

因为不同的超级电容器拥有不同的储能机理，因此根据储能机理的不同，我 们可以把超级电容器官分为三个类别以示区分：第一类的区分点在于依据电化学 的基本原理之中，在电极导体与电解质液体在和固体接触后使固体比表面积产生 了相对稳定并且其所带电荷符号相反的双电层电容，而这里一类超级电容器一般 会采用比表面积，也就是界面比较高的一些碳材料作为电极；第二类是在电极材 料的表面上或者其体相的二维以及准二维空间之中，电解质液体中的电活性物质 会产生一个电位的沉积现象，使得其发生一个非常高的化学吸附、脱附或氧化、 还原反应等，从而使得电极材料上会产生与电极充电电位相关的电容。目前来说， 此种电容器的电极材料主要是一些金属氧化物以及过渡金属氧化物和导电聚合 物，由于其中一些贵重金属价格的限制，目前的研究方向比较趋向于去寻找一种 可以降低成本的材料，此类电极被称作赝电容电容器或超级电容器[7,8,9]，第三类 电容器是兼顾以上两种超级电容器的部分特点，取其精华，采用的混合材料来制 备电极材料，使得所生产出来的超级电容器具有以上两种电容器的部分性质[10]。

1.3 超级电容器电极材料的研究

通过一些研究资料显示出钴酸镍这种过渡金属氧化物是采用进行氧化还原

反应来实现储存能量的目的的。并且相对于贵金属电极材料，它有着相对低廉的 价格和容易制备的生产条件，因此，在超级电容器的电极材料领域中有着很宽广 长远的应用路线，也成为了当下超级电容器电极材料研究当中的一个研究热点