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1.1 超级电容器的研究背景
1879年，Helmholz发现了双层电容性质，提出了双电层的概念，但是双电层超级电容器用于能量存储仅仅是近几十年的事情。1957年，Becker(美国通用公司GeneralElectric Co．，GE)提出了将接近电池比容的电容器用于储能器件。1968年，Sohio(美国标准石油公司，The Standard Oil Company)利用高比表面积碳材料制作了双电层电容器。1978年，日本大阪公司生产金电容，这种产品是最早商业化和批量生产的碳双电层电容器。1979年，日本电气股份有限公司(Nippon Electric Company，Limited)开始生产超级电容器，并将其用于电动汽车的启动系统[121。1980年，日本松下公司(PanasonicCorporation)研究了以活性炭为电极材料，以有机溶液为电解质的超级电容器。在此之后，超级电容器开始大规模产业化。1981年，美国德州大学奥斯汀分校(University of超级电容器的制备及性能研究Texas at Austin)研制了一种新型超级电容器，可在不到lms的时间内完成充电。1982年，新加坡国立大学(National University of Singapore，NUS)纳米科技研究所宣称开发出一种能够储能的隔膜，不需要电解液，从而避免超级电容器的漏液损坏，不仅降低了成本，还能够储存更多的能量。1995年，日本日产公司利用新型超级电容器进一步提升电池充电效率，10min能够将一辆电动汽车的电池充满。超级电容器在国外起步较早，美国、德国、日本和俄罗斯等国凭借多年的研究开发和技术积累，目前在世界上属于前列。
1.2 超级电容器简介
超级电容器(Supercapacitors)，又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors)，是从上个世纪七八十年代发展起来的一种介于电池和传统电容器之间的新型储能元件⋯。与传统电容器相比，它能提供更高的比能量，可达法拉级甚至千法拉级。与二次电池相比，它的比能量较低，但它的比功率一般大于1000w•kg-1，是二次电池的一倍以上；并且，循环寿命比二次电池高一个数量级以上[2]。随着社会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注，超级电容器因其无可替代的优越性，也越来越受到人们的重视。超级电容器既具有可以和电池相比拟的大电荷储存能力，又具有像静电电容器一样的非常高的放电功率。由于其放电特性与静电电容器更为接近，所以仍然称之为“电容”。但是，超级电容器已经不再是‘一般意义上的电路元件，而是一种新型
储能元件。超级电容器有着极其重要现实应用和潜在的价值，其中作为电动车辆驱动电源的功率单元是最令人瞩目的应用[3]。以蓄电池加超级电容器的复合动力源电动车辆，是电动车辆的发展方向。因为蓄电池可以提供正常行驶时相对较低的功率，则是超级电容器可以提供车辆启动、加速、爬坡等阶段所需的峰值功率，还可提高能源的高比功率使用的持久能力。除了应用于电动车辆驱动电源外，超级电容器与蓄电池并联也可应用于各种内燃发动机的电起动系统[4]，如：坦克、内燃机车等，能有效保护蓄电池，延长其寿命，减小其配备容量，特别是在低温和蓄电池亏电的情况下，确保可靠启动。另外，超级电容器还可以被广泛应用于电子产品、航空航天、通信等领域中。