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    8

    3.1.1  FTIR分析 8

    3.1.2  XRD分析 8

    3.1.3  SEM分析 8

    3.1.4  电化学分析 10

    3.2  DCSA和HCl共掺杂的影响 13

    3.2.1  FTIR分析 13

    3.2.2  XRD分析 13

    3.2.3  SEM分析 14

    3.2.4  电化学分析 14

    3.3  SDS浓度的影响 17

    3.3.1  FTIR分析 17

    3.3.2  XRD分析 18

    3.3.3  SEM分析 18

    3.3.4  电化学分析 20

    结  论 23

    致  谢 24

    参考文献 25

    1  绪论

    1.1  超级电容器简述

    超级电容器是一种新型高能量储能元件。相较于普通储能元件，其除了具有高功率和高能量的特点，还有循环寿命长和快速充放电的优点[1-3]。这些优越性能使其在诸多领域具有广泛的应用前景，如数据存储记忆设备、备用电源、航空航天等领域[4]。

    超级电容器主要由隔膜、电解质和电极三部分构成，依照能量储存机理上存在的差异，可将其分为以下两类：（1）双电层电容器，是指离子在电场的作用下产生定向移动，在电极表面形成紧密的电荷层，从而产生的电容效应；（2）法拉第赝电容器，是指在电极材料表面或体相中的二维或者准二维空间上，活性材料产生欠电位沉积，进而发生高度可逆的化学吸附、吸附或氧化、还原反应产生的电容。随着研究的深入，研究者们发现如果将两种电容结合起来组成超级电容器，不仅能够改善两者先天存在的不足，提高电化学性能，还可以节约成本[5,6]。

    1.1.1  双电层电容器

    双电层电容器的能量是通过电荷来储存在电容器当中的。当电源对其进行充电时，电子会在外加电场的影响下由正极流向负极，与此同时，溶液中的正负离子互相分离，之后移动到电极的表面，形成紧密双电层；充电结束后，由于电极上的正负电荷会和溶液中带相反电荷的离子相互吸引，离子难以移动，故而可以达到稳定的双电层状态，使得两极间的电位差保持不变[7]。当其对外放电时，电子将由负极移至正极，正负离子则从电极表面被释放进入溶液体相中，使得溶液呈现电中性。从双电层电容器的工作原理中我们不难看出，它只是单单的电荷物理转移过程，没有发生任何化学反应，因而具有循环性能优良、稳定性好等优点。

    1.1.2  赝电容电容器

    法拉第赝电容器是通过活性材料进行氧化还原反应以及可逆吸/脱附来储存能量的[8]。当其处于充电状态时，离子将借助于外电场迁移至溶液和电极两相界面，而后通过化学反应进入电极。在放电的过程中，原本进入到电极中的离子会再次返回溶液中，并借助于外加电路将储存的能量释放出来。由于赝电容不仅能够在电极表面，还可以在整个电极中发生，因此能够得到大比电容量。通常在电极材料面积保持一致的条件下，赝电容会比双电层电容高出10~100倍。

    在一个超级电容器体系中，上述两种电容是并存的，只不过在不同的电解液中，其中一种可能会起到主导作用，而另一种则起辅助作用。

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