电容器和燃料电池协作使用，那么超级电容器可用于燃料电池的能量来源。一些发达国 家例如美国和日本等不断动用一定程度的国家资源和金钱来不断发明并改善超级电容器。 电化学电容器是日本的重点探讨的课题。美国早已经制订了有关的开发规划关于超级电 容器安装在电动车上的问题。而欧洲共同体的重点也同样放在开发必须达到蓄电池和燃 料电池汽车同样条件所需要的电化学电容器。由此可见，在新型储能器方面电化学电容 器早已成为研究开发的一个热点，今后为了使电化学电容器能够更加迅速的发展在越来 越宽广的的范围内，也必将会有更多的研究机构人员将投入到该领域的研究当中 [5]。

1.2.2 超级电容器的分类 超级电容器有很多种类，根据不一样的标准进行区分，基本能够分为以下几大类[6]。 按照储能机理的不一样，可以分为：双电层电容器，法拉第准电容电容器和混合型

超级电容器。双电层电容器是根据电解质与电极层中间实现能量储存；法拉第准电容器 是在电化学活性材料沉积在电极表面的电位准二维或二维空间下，产生能够快速相互反 方向的反应，由此导致了电容。

按照电极材料的不一样，可以分为：金属氧化物超级电容器、导电高分子超级电容 器、碳材料超级电容器、金属硫化物超级电容器。

1.2.3 超级电容器的工作原理

超级电容器的储能原理不一样，其工作原理也都不相同 [7]。

（1）双电层电容器 双电层电容是因为电子和离子的顺序，通过电极和溶液界面之间的电荷对抗而产生

的，如图 1.1 所示。对于电极溶液系统，在导电电极和离子电解质溶液之间的界面上形 成双层。当电场加压到两电极，阴离子会向正电极移动，阳离子会向负电极移动，在电 极的表面有了双电层；取消电场，相反电荷和电荷对吸引牢固的双电层的液相电极的正 离子和负离子，在正极与负极之间产生比较牢固的电位差。在电极的这段时间，相对的 距离之间,扩散层生成特定的离子电荷和电荷量在电极上，呈现中性；当磁极与外电路连 接，在外部电路生成电极电流的电荷转移。溶液中的离子转移到溶液的电中性，综上所 述就是双电层电容器充放电机理。

图 1.1 双电层电容产生原理图

（2）赝电容电容器

经过双层电容器的发展，同样的，法拉第准电容电容器也已开发，如图 2 所示。法 拉第电容其实由二维电化学活性物质在电极或散装或准二维空间电解质溶液表面欠电位 区沉积层形成，氧化和还原反应的反向进行性很高，或随着化学吸附变化而变化，从而 引起电极电位所相关联的电容。伪电容的形成过程是能够反向进行的，其充放电的功能 跟电容的性质非常相似。赝电容电容器不但能够产生在电极的表皮上，还能够产生于全 部的电极上[8]。目前，一些金属氧化物和导电高分子是研究的一大热点，并常被用作法 拉第准电容器的电极材料。

图 1.2 赝电容电容器产生原理图

（3）混合超级电容器

混合超级电容器是使用了两种不一样的电极材料形成正极与负极，一种由阴离子和 阳离子吸附所产生，形成双电层结构来保存，另一种是由高度反向进行的金属氧化物与 导电高分子的氧化还原反应保存的。因此混合超级电容器可以具有与双电层电容器和赝 电容电容器相同的性质，其比电容及能量密度大大提高了纯双电层电容和赝电容电容器。