电化学电容器简介

电化学电容器(EC)也称为超级电容器和超级电容器。它是一种介于电容器和电池之间的新型储能装置。与传统电容器相比，电化学电容器具有更高的比容量。与电池相比，具有比功率更高、瞬间放出大电流、充电时间短、充电效率高、循环寿命长、无记忆效应、基本免维护等优点。因此，在移动通信、消费电子、电动汽车、航空航天等领域具有巨大的潜在应用价值。

电化学电容器的单元由一对电极、隔膜和电解液组成。两个电极之间的隔膜阻止电子和离子的传导，隔膜和电极都浸渍有电解质。电化学电容器中使用的主要电极材料是碳材料、金属氧化物和导电聚合物。碳基材料是目前产业化最成功的超级电容器电极材料，近期的研究主要集中在提高材料的比表面积和控制材料的孔径和孔径分布。目前碳基材料主要有活性炭粉、活性炭纤维、碳气凝胶、碳纳米管、碳纳米纤维等。碳基材料性能稳定，价格低廉，但电极内阻大，不适合在大电流下工作。金属氧化物主要集中在二氧化钌(RuO2)。其电导率比碳基材料高两个数量级，在硫酸溶液中稳定，比电容高达768 f/g，是目前较为理想的金属氧化物电极材料，但其高昂的价格限制了其广泛应用。因此，寻找一种性能稳定、价格低廉的电极材料成为电化学电容器研究的热点。

发现Co(OH)2可作为电化学电容器的替代材料，其比容量小于200F/g，且制备工艺复杂。掺杂Al可以提高活性材料的电化学性能，有利于维持电极材料在充放电过程中的结构稳定性。因此，在Co(OH)2中掺杂Al形成Co-Al双氢氧化物结构的电极材料，将提高超级电容器的比容量、循环寿命等电化学性能，更重要的是Co-Al的使用将降低制造成本，使大规模应用成为可能。