纳米材料在超级电容器领域的有效设计与可控合成.pdfVIP

中国科学: 化学 2014 年 第44 卷 第8 期: 1255 ~ 1268 《中国科学》杂志社 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 专题论述 电化学专刊 * * 卢雪峰, 李奇, 冯锦先, 方萍萍, 卢锡洪, 刘鹏, 李高仁, 童叶翔 环境与能源化学广东普通高校重点实验室; 生物无机与合成化学教育部重点实验室; 中山大学化学与化学工程学院, 广州 510275 *通讯作者, E-mail: ligaoren@; chedhx@ 收稿日期: 2014-03-06; 接受日期: 2014-03-21; 网络版发表日期: 2014-07-17 doi: 10.1360/N032014-00126 摘要 伴电化储能器件便电产品、混合动力电动汽车及大工规模的电 关键词 力和能管理的, 计合成出结构、能的进纳米电极材料得关. 超级电器 电化储能器件的, 超级电器其功率密度高、环命长等点来 纳米材料 计合成 到们的广泛关, 而电极材料的成及结构其能高低的决定. 本结合本科 队近几年来的究工, 了关超级电器纳米电极材料的计可控合成及其 前究进. 1 实际的法拉第准电容器, 其储存电荷的过程不仅包 括电解液中离子在电极活性物质中发生氧化还原反 能源短缺和环境恶化是当今社会普遍关注的问 应将电荷储存于电极中, 而且包括在电极材料表面 题, 寻找清洁能源和可再生能源已经成为世界各国 与电解质之间的双电层上的存储. 充电时, 电解液中 +  共同关心的话题. 随着社会经济和科技的发展, 各种 的离子(一般为 H 或 OH )在外加电场的作用下由溶 新型能源的开发和利用要求科研工作者们研发出不 液中扩散到电极/溶液界面, 而后通过界面电化学反 同种类的能量储存装置以实现新能源的高效转化和 应进入到电极表面活性氧化物的体相中; 放电时, 进 [1] 利用 . 超级电容器(也称电化学电容器)是一种介于 入到氧化物中的离子又会重新返回到电解液中, 同 传统电容器和电池之间的新型储能器件, 有传统电 时所存储的电荷通过外电路而释放出来, 这就是赝 [2] 容器的高功率、长寿命、无污染等优点 . 按照储能 电容的反应机理. 这类材料主要包括过渡金属氧化 [8] [9] [10] [11] 机理的不同, 超级电容器又可分为双电层电容源昂墨 物 、氮化物 、硫化物 及导电聚合物 等. 正是