文 献 综 述

一、课题研究的背景与意义

电化学电容器(Electrochemical capacitor)又称超级电容器，是基于电极/溶液界面的电化学过程的储能元件,具有功率密度高^[1]、可大电流充放电、充电时间短、充放电效率高、循环寿命长、对环境无污染等优点。从超级电容器的发展来看，非对称超级电容器是对称超级电容器的改进，是一种将双电层电容电极和法拉第准电容电极相结合的新型电化学电容器，能量密度介于双电层电容和法拉第准电容之间，功率密度与双电层电容相当，能较好地满足实际应用中负载对电源功率密度和能量密度的整体要求。非对称型超级电容器的电化学性能明显优于对称超级电容器,是目前超级电容器研究的热点和方向^[2]。在当今时代，超级电容器的应用也越来越广泛。在日常生活中，超级电容器可以作为辅助电源应用于通讯设备及各种家用电器中；在军事上，超级电容器与蓄电池联合作为飞机、坦克、核潜艇和导弹等的点火或启动电源；在工业生产中，超级电容器可以用作工业设备的闪光、点火装置。在这个电子仪器逐渐向小型化方向发展的时代，具有体积小、容量大、使用寿命长等特点的超级电容器更加备受关注^[3]。二氧化锰超级电容器价格上面有很大的优势，在实际应用中有很大的发展空间。但是如何使其比电容增大是人们一直研究的重点

二、超级电容器的结构与组成

超级电容器根据使用电极的不同，可分为对称超级电容器和非对称超级电容器。前者的两电极材料相同，或有一个电极需经特殊处理，后者使用的电极材料不同。超级电容器的单元体主要有两种结构类型:一种是将电极片卷绕起来的柱状电容器；另一种为钮扣型或硬币型电容器，厚度可以很小。卷绕式的设计一般可以制成大容量电容器。双极结构设计成的钮扣式电容器的优点在于电阻率比较低，容易获取高压，是非常有前途的设计方式。而实际应用中已经有高压双极超级电容器，并且运行良好。

超级电容器的组成主要有：电极、电解液、集流体和隔膜。

（1） 电极材料

对电极材料的要求有：在电解液中有良好的稳定性和可逆性；循环寿命长；比电容量高；有较好的法拉第准电容；充放电效率高；离子交换快等。

（2） 电解液

电解液在超级电容器正负极之间起传导作用。对电解液的要求有：对集流体、隔膜和密封材料腐蚀小；粘度适当且对电极材料的浸润性好；导电性尽可能好；分解电源高；无毒无污染等