超级电容器电极材料之活性炭的研究进展，碳材料由于具有成本低、比表面积大、孔隙结构可调、制备电极的工艺简单等特点，在研究ED比的开始，人们就考虑使用碳材料作为其电极材料。目前，应用于ED比的碳材料主要有活性炭、碳纳米管和炭气凝胶。
 

   活性炭(M6则ed cDbn，Ac)是EDIc使用最多的一种电极材料，它具有原料丰富、价格低廉、成形性好、电化学稳定性高、技术成熟等特点。活性炭的性质直接影响EDLc的性

能，其中最为关键的几个因素是活性炭的比表面积、孔径分布、表面官能团和电导率等。
 

    一般认为活性炭的比表面积越大，其比电容就越高．所以通常可以通过使用大比表面积的活性炭来获得高比电容。但实际情况却复杂得多，大量研究表明，活性炭的比电容与其比表面积并不呈线性关系，影响因素众多。实验表明，清洁石墨表面的双电层比容为20 pF／cM’左右，如果用比表面积为28仍MV8的活性炭作为电极材料，则其理论质量比容应该为572P／8，然而实际测得的比容仅为130F／8，说明总比表面积中仅有22．7％的比表面积对比容有贡献。
 

    国际纯粹与应用化学联合会(IUAPC)将多孔材料的孔隙分为微孔(‘2nM)、中7L(2—50 Mm)和大孔(，50 nm)三类。ED比主要靠电解质离子进入活性炭的孔隙形成双电层来存储电荷，由于电解质离子难以进入对比表面积贡献较大的、孔径过小的超细微孔，这些微7L对应的表面积就成为无效表面积。所以除了比表面积外，孔径分布也是一个非常重要的参数，而且不同电解质所要求的最小孔径是不一样的。CdtN等研究了几种不同孔结构的活性炭在IJU、Nacl和Kcl的水溶液及hBP4和Et4NBP4的PC溶液中的双电层电容性能后实了上述结论。
 

    提高活性炭的比表面积利用率，进而提高其比容的有效方法是增大活性炭的中孔含量。比Jn5w叨等运用模板法制备了比表面积为1257m’／g的中孔碳，其平均孔径为2．3nm，制成电容器后不论在水系还是有机电解质中其比容都明显大于分子筛炭。另外，D．Y．Qu等的研究表明，增大中孔的含量，还可以明显提高EDLc的功率密度，因为7L径越大，电化学吸附速度越快．这说明孔径较大的碳材料能满足快速充放电的要求，适合制备高功率的电容器。另外，孔径分布对EDIG的低温容量也有影响，具有更多纳米以上孔径的碳电极其低温容量减小得更馒。
 

    通过电化学氧化、化学氧化、低温等离子体氧化或添加表面活性剂等方式对碳材料进行处理，可在其表面引入有机官能闭。大量研究表明．表面有机官能团对tD比的性能有很大影响。一方面，有机宫能团可以提高电解质对碳材料的润湿性，从而提高碳材料的比表面积利用率，同时这些官能团在充放电过程中还可以发生氧化还原反应，产生阴电容，从而大幅度提高碳材料的比容。人Y．Rych聊的研究证明表面官能团的膀电容效应对比电容的贡献有时可达50％以上。另一方面，碳材料表面官能团对电容器性能也存在负面影响，研究表明碳材料表面宫能闭含量越高，材料的接触电阻越大，从而导致电容器的朋s也就越大；同时，官能团的法拉第剧反应还会导致电容器漏电流的增大；另外，碳材料电极表面含氧量越高，电极的自然电位越高．这会导致电容器在正常工作电压下也可能发生气体析出反应，影响电容器的寿命。
 

    活性炭的电导率是影响辽D比充放电性能的重要因素。首先，由于活性炭微孔孔壁上碳含量随表面积的增大而减少，所以活性炭的电导率随其表面积的增加而降低，其次，活性炭材料的导率与活性炭颗粒之间的接触面积密切相关；另外，活性炭颗粒的微孔以及颗粒之间的空隙中浸渍有电解质溶液．所以电解质的电导率、电解质对活性炭的浸润性以及微孔的孔径和孔深等都对电容器的电阻具有重要影响。
 

    总之，活性炭具有原料丰富、价格低廉和比表面积高等特点，是非常具有产业化前景的一种电极材料。比表面积和孔径分布是影响活性炭电化学电容器性能的两个最重要的因素，研制同时具有高比表面积和高中孔含量的活性炭是开发兼具高能量密度和高功串密度电化学电容器的关键。