（1） 双电层电容器 此类装置从客观而言是利用内部产生的界面双电层来实现既定功能。并且将双电层作

为其核心，具体来说就是在进行充电的过程中，两面的炭材料先后吸附正电荷和负电荷[5]， 电荷处于特定的界面双电层内。而其实现储能很大程度上依托于电解质实现电化学极化， 并未进行任何电化学反应，并且该过程从本质上讲是可逆的。该装置通常是由专用的电极 材料制备而成，当前已经开发了应用碳电极的装置。该碳电极一般而言是通过比表面积高 的活性炭颗粒制备而来，并且将硫酸或其他拥有良好导电性的固体电解质充当电解液，在 其既定的电位区间内，充电过程中能够获得非常大的电容。 

（2） 法拉第准电容器 这种装置通常将准电容作为核心机制，在电极的表面或者是电极体相中的二维空间或

是准二维空间上，其正极和负极将金属氧化物的氧化或是还原反应作为基础或者是将有机 半导体聚合物表面掺杂多种电荷的离子为基础，形成与电极充电电位存在紧密联系的电 容。在电极面积完全一致的条件下，其容量通常为前一类电容器的 0—100 倍。 

1.3 超级电容器电极材料种类 

1.3.1 碳基电极材料 最开始的超级电容器其选择的电极一般使用碳基电极制备而成，并且也是当前工业化

发展最为理想的电极材料.其碳材应能够体现下述特点：能够体现良好的耐腐蚀性，能够 在高温条件下具有较高的稳定性等等，另外，还应分析该材料的经济性。在 1954 年的时 候，相关学者提出将活性炭充当超级电容器的材料之后，这种材料获得了快速的发展，目 前已取得阶段性成果。当前应用比较广泛的包括碳气凝胶、碳纳米管等多种材料[6]。 

（1） 活性炭(AC） 活性炭是最早被用作电容器电极材料的，也是迄今为止研究最成熟的。活性炭的优点

是价格低廉、材料来源充足、技术成熟等，是双电层超级电容器所使用最多的一种电极材

料。活性炭的性能很大程度上决定了电化学电容器的性能，孔径分布、电表率和比表面积 都是其中的关键因素。由于天然活性炭的孔结构不发达，在制备电极的过程中应对其展开 标准化的活化处理，而该处理方法可以划分为两类，分别是物理活化和化学活化。前者是 指在既定的氧化性气氛中，不断增加环境中的温度，从而提升材料所对应的比表面积及孔 率，实现预期的目的。化学活化则是通过利用某些酸或碱(如 H3PO4，KOH 等)对材料展开化 学腐蚀来扩增该指标，或者利用专门的活性剂对其展开改性处理，实现增加材料比电容的 目的。 

（2） 活性碳纤维(ACF) 用有机纤维为前躯体再进过一系列碳化和活化反应制备就能得到活性碳纤维。活性碳

纤维密度低，其比表面积处于较高的水平、吸附能力强，因为活性碳纤维的高质量比容量 并且省略了粘结剂和导电剂的使用，所以它的整体性能更好。而区别于常规的微孔结构是 超级电容器较为理想的电极材料。另一方面，活性碳纤维的体积密度小于活性炭，导致其 质量比电容较大，而体积比电容低，提高其体积比电容的措施成为相关研究的重要方向之 一。目前，优化 ACF 的体积密度的方法多种多样，其中比较具有代表性的包括高温氧化、 热模法、添加粘结剂等等。 论文网

（3） 碳气凝胶(CA) 碳气凝胶是一类能够体现导电功能的气凝胶，其包含质轻、比表面大、中孔发达、导

电性能良好等优点。炭气凝胶的原料通常是甲醛和间苯二酚，通过溶胶-凝胶法或者是运 用超临界干燥的工艺来制备，在制备的过程中主要以通过控制水的比重或是调节催化剂浓 度来控制材料的孔径分布和颗粒的尺寸。这样碳气凝胶的孔隙率最多可高达 98％，是制 备双电层超级电容器理想的电极材料。