超级电容器关键材料制备及应用
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第1章 超级电容器简介

1.1 电容器的历史发展

电容器最早出现是在18世纪中叶,荷兰莱顿大学马森布罗克(Pieter Van Musschenbrock)与德国冯·克莱斯特(Ewald Geory Von Kleist)研制出莱顿(leyden)瓶,被公认为是所有电容器的原型。1879年,亥姆霍茨(Hermann Ludwig Ferdinand Von Helmholtz)发现界面双电层现象。1957年,Becker获得了双电层电容器的专利,使电容器的产品化有了新的突破。20世纪60年代后期,一种超级电容器的出现又使电容器的研究和应用得到了飞速的发展。对于超级电容器的研究主要集中在开发新颖的电极材料、选择合适的电解液、优化电容器的组装技术。目前电极材料可以分为三类:第一类是碳材料,第二类是过渡金属氧化物,第三类是导电聚合物材料。实际上,后两种物质作电极的性能要优于碳材料,但贵金属材料高昂的价格以及导电聚合物掺杂性能的不稳定,使得后两类超级电容器的研究多限于实验室阶段,短期内不太可能进行商业化。此外,还有利用不同正、负电极材料组装成非对称型超级电容器(又称混合超级电容器或杂化超级电容器),储能能力得到显著提升。

1969年SOHIO公司首先实现了碳材料电化学电容器的商业化;1979年日本NEC公司开始生产超级电容器;1980年NEC/Tokin公司与1987年松下三菱公司率先实现超级电容器的商业化生产。到20世纪90年代,Econd公司和Elit公司又推出了适合于大功率启动动力场合的电化学电容器。如今,Panasonic、NEC、EPCOS、Maxwell、PowerStor、Evans、Saft、Cap-XX、Ness等公司在超级电容器方面的研究均非常活跃。目前美国、日本、俄罗斯的产品几乎占据了整个超级电容器市场[1]