赝电容器：氧化还原型电容器的超大电容量应用技术

赝电容器即法拉第电容器，其主要是指位于电极材料体相或表面准二维或二维空间内，通过欠电位沉积电活性物质，发生高度可逆的氧化或脱附、化学吸附、还原反应，从而产生一个电容，该电容与电极充电电位间存在一定关系。因一切反应均发生于整个体相内，则其产生的最大电容值相当大，例如吸附型准电容就高达2 000×10−6F/cm2。就氧化还原型电容器而言，其产生的最大电容量更大。已经被公认的碳材料比容值为20×10−6F/cm2，则在质量与体积相同的条件下，赝电容器容量为双电层电容器容量的10～100倍。现阶段，赝电容器电极材料以导电聚合物及金属氧化物为主。

金属氧化物超级电容器电极材料以过渡金属氧化物为主，如V2O5、MnO2、IrO2、WO3、NiO、RuO2、Co3O4等。金属氧化物在超级电容器电极中的应用效果最佳，就H2SO4电解液内而言，金属氧化物比容能高达700～760 F/g。但是，因RuO2资源稀有、价格昂贵，其在超级电容器中的应用受到极大限制。随着技术的发展及相关研究的深入，科研人员正在试图从NiO及MnO2等价格低廉的金属氧化物内提取出能够取代RuO2的电极材料。

近年来超级电容器的电极材料新增了导电聚合物。聚合物产品电子电导率极好，典型数值可高达1～100 S/cm。通过发生在电子轭聚合物链上的还原反应及电化学氧化反应，导电聚合物引入负电荷及正电荷中心，电极电势决定了负电荷及正电荷中心的充电程度。现阶段，能够在较高还原电位条件下发生高稳定性电化学反应的n型掺杂的导电聚合物数量相当少，如聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺等。

按电解质类型，可以分为水性电解质和有机电解质两种类型。

1）水性电解质

①酸性电解质，多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。

②碱性电解质，通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质，水作为溶剂。(www.xing528.com)

③中性电解质，通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质，水作为溶剂，多用于氧化锰电极材料的电解液。

2）有机电解质

通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4为典型代表的季胺盐等作为电解质，以PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂，电解质在溶剂中接近饱和溶解度。其他：

①液体电解质超级电容器：超级电容器的电解质多数为液态。

②固体电解质超级电容器：随着固态电解液锂离子电池的发展，应用于超级电容器的电解质如凝胶电解质和PEO等固体电解质也得到广泛的关注。

③我国研制成功碳纳米材料薄膜超级电容器：天津大学赵乃勤教授课题组与天津工业大学康建立教授合作，近期研发成功了迄今最薄的碳纳米材料薄膜超级电容器，其厚度约30μm，仅为A4纸的1/3。