石墨纳米笼用于超级电容器电极材料的研究(5)
高容量的电化学双电层电容器在近年来已经取得了很大的发展[7-12,14]，它们具有普通电容器的高放电功率优势又具有电池的大电荷储存能力，更多被称作“Supercapacitors"或“Ultracapacitors"。由于技术的进步，制造商现在能够生产的超级电容器已经达到了2700 F/2.5 V。然而，其单体能量密度只有每公斤5-10 Wh[10]，相比应用在混合动力汽车中的能量密度为50 Wh/kg以上的镍氢(NiMH)电池[8]来说，超级电容器在能量密度方面是一个非常糟糕的选择。但是，在很多功率密度需求较高的应用场合，超级电容器却具有更大的优势和良好的环境适应性。电池和超级电容器在功率密度之间的差异较大的原因主要是其储存能量的方法。电池是通过化学反应来存储能量，当电池被充电，内部发生电化学反应达到储能的作用，放电时则发生化学逆反应释放能量。这种化学反应是电池具有较低的功率密度的主要原因。超级电容器则是一个完全不同的的储能方式。整个过程几乎没有发生任何化学反应，是靠极化电解质来存储电能。这使得它储、释能动态响应迅速，而且损耗低[9-13]。
超级电容器的发展历史始于1879年德国人赫姆霍兹发现了双电层理论：当电极导体插入电解液中，金属表面上的电荷从溶液中吸引部分不规则分配的带异种电荷的离子，使它们在电极和溶液界面两侧形成电荷数量相等而电极符号相反的界面层，界面层的一层电荷在电极上，一层电荷在溶液中，形成双电层，超级电容器利用在界面产生的双电层来存储电荷。
通用电气公司的Howard Becker在1957年制造出第一个超级电容器，并获得专利(美国专利2800616)[1]，该超级电容器基于多孔碳电极材料，具有大容量特性。1966年，Standard Oil Company Cleveland Ohio (SOHIO)公司的RobertRightmire推出了双多孔碳电层非水电解质超级电容器(美国专利3288641)[12]。
虽然日本电气公司(NEC)于1971年已经以“超级电容器"命名将该高容量电容推出了商业市场[11,13]，但这个名词首次出现在科学著作中，是1975年到1980年，由Brian Conway通过对超级电容器和氧化钌型电化学电容器进行广泛的基础性研究工作之后，将“超级电容器"这个名词使用在科学著作[14]中。NEC最初生产的超级电容器主要针对记忆体备份应用程序，它和松下公司先后开发出了具有数法拉容量并可快速充放电的双电层电容器，实现了超级电容器的产业化。
四年后，SOHIO公司的DonMd Boos使用碳糊浸泡在电解液中生产出高容量电容(美国专利3536963)[14]，从而使他们成为第一家向市场推出超级电容器的公司。1982年，PRI(Pinnacle Research Institute)开始研究应用在军事方面的“超级电容器，例如电磁发射器，导弹制导系统，激光武器，武装系统和功率调节器等等。
到20世纪90年代，随着电动车技术的发展，超级电容器开始应用在车辆中，在世界范围内出现了对大功率超级电容器的需求，俄罗斯的Econd公司和ELIT公司适时推出了适合于大功率启动动力场合的电化学电容器，法国SAFT公司、美国Maxwell公司研制出有机电解质为电解液的大功率超级电容器[2]。到目前，在不超过10年的时间里，超级电容器迅速发展，从最初只为直流应用设计的大容量、低耐压圆柱形器件发展到目前的两大分支：处于实用阶段为混合动力汽车提供电力，并具有很高耐压和法拉容量的电容器和新型小体积、低高度的柱形脉冲超级电容器。它们是电能储存领域的一个创新，并为电动和混合动力电动车技术的发展提供了很大的推动力。在国外，尤其在发达国家，超级电容器已经被纷纷列入了国家重点战略研究项目。
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