在介绍电双层电容器的基本原理及所使用的电极材料,电解质溶液,隔板和集电极等关键材料的基础上 ,进一步阐明了几种具有实用价值的电容器 ,如带有准电容量的金属氧化物电容器,导电高分子电容器和混合电容器的原理结构,性能及优缺点.评述了电化学电容器的性能,应用现状,新应用领域的开拓以及目前技术的开发现状和对今后发展的要求。


以低温固相反应法制备MnO2及该材料化学掺杂Fe3+,获得的电极材料借助X射线衍射,扫描电镜测试对其物理性质作了表征. 以MnO2作为超级电容器电极材料的单电极活性物比电容为311～149 F/g,掺杂Fe3+的电极材料比电容为318～114 F/g(电流密度50～1 000 mA/g). 由这些材料制得的超级电容器的比能量分别为27.6～9.95 Wh/Kg和28～10 W*h/Kg. 从充放电曲线可见,化学掺杂的配比对电化学性能的影响较大,掺杂量为n(Mn):n(Fe)=10:1时,材料具有良好的放电性能,而其它配比对MnO2的包覆起到了钝化膜的作用. 从1 000次的循环性能看,在电流密度为1 000 mA/g时,掺杂MnO2比未掺杂的具有较好的循环性,二者的比电容分别衰减到90%和70%,表明化学掺杂Fe3+有利于提高MnO2电极的放电性能和循环性.


通过电化学合成前驱体和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2膜,SEM,XRD测试表明晶型为锐钛矿型,晶粒平均尺寸为25 nm.采用循环伏安法、循环方波伏安法和电解合成法研究了纳米TiO2膜电极在***介质中的氧化还原行为以及对马来酸(maleic acid)还原的电催化活性.结果表明,纳米TiO2膜电极在阴极扫描时有两对可逆氧化还原峰,可逆半波电位Er1/2分别为-0.53 V和-0.92 V(vs.SCE,扫描速度0.05V@s-1),对应于TiO2/TiO3和TiO2/Ti(OH)3两个氧化还原电对的可逆电极过程.其中TiO2/Ti2O3电对对马来酸具有异相电催化还原活性,纳米TiO2膜中的TiⅣv/TiⅢ氧化还原电对作为媒质间接电还原马来酸为丁二酸(butane diacid),反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.