CoAl-LDHs基超级电容器电极材料研究进展*

张 勇，薛顺昌，杨 净，高海丽，闫新华，贾晓东，曹 阳，王诗文，罗河伟，闫 继

(1. 郑州轻工业大学 材料与化学工程学院， 郑州 450002； 2. 河南省表界面科学重点实验室， 郑州 450002；3. 河南超威电源有限公司，河南 焦作 454550)

0 引 言

近年来，全球能源的需求和消耗显著增加，其中化石燃料的燃烧会导致大气中二氧化碳的含量缓慢增加，并造成严重的环境问题。气候变化和化石燃料的日益减少导致开发清洁替代能源的任务迫在眉睫，而开发更先进的储能材料和设备是其中重要的一环。其中超级电容器是一种电化学能量存储设备，由于具有高功率密度(> 10 kW/kg)、快速充放电(在几秒钟内)和良好的循环稳定性(>105次循环)等优点，所以被认为是储能装置中最有前途的候选者[1]。图1就各种类型的储能系统的功率密度和能量密度进行比较，可以得出电容器凭借其较高的功率密度和能量密度弥合了电池和常规电容器两者的缺点[2]。根据电荷储存机理，基于所应用的电极材料，超级电容器主要有两种类型：双电层电容器(EDLC)和赝电容电容器。EDLC是通过电解质离子在活性材料上的可逆吸附来实现电荷的静电存储。赝电容电容器(或氧化还原电容器)的能量储存机制是由于电极表面的氧化还原反应。赝电容电容器是一种发展前景良好的超级电容器类型，它具有实现高比电容和高储能特性的潜力，这源于活性电极材料的储能机制[3]。混合电容器结合了双电层电容器和赝电容器两者电极材料的优点，其中一个电极是EDLC材料，另一个是法拉第材料。