红宝石电解电容复合材料具有更好的电化学性能

电容器的组成，电极材料电极是超级电容器的核心组成部分，主要是产生双电层和积累电荷红宝石电解电容电极材料应具有大的比表面积、不与电解液反应、导电性好等性能特点。常见的有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。1　碳电极材料碳材料是超级电容器最常用的电极材料，也是目前商业化较成功的电极材料。碳材料具有较高的比表面积和良好的电子传导性，另外含量丰富、成本较低、易于加工、无毒性、化学稳定性高。目前常用的碳材料主要包括活性炭、碳气凝胶、碳纳米管和石墨烯等。虽然碳材料具有较高的比表面积，但基于碳材料的超级电容器性能并不十分理想，质量比电容只有40～200F·g-1。影响碳基超级电容器性能的重要因素主要是其比表面积、孔径分布、孔形状和结构、表面官能团及电导率，其中比表面积和孔径分布是最重要的两个因素。目前，提高碳材料比电容的方法主要有活化改性，在材料表面引入官能团或氧、氮、硫等杂原子等方法。金属氧化物电极材料，一般来说，过渡金属氧化物具有比传统碳材料更高的能量密度，比导电高分子更稳定的电化学性能。它不仅可以像碳材料一样产生双电层储存电荷，还能与电解液离子发生法拉第反应进而产生赝电容。红宝石电解电容应用于电容器的金属氧化物材料有钌、钴、镍、锰、锌、铁等元素的氧化物。其中研究最多的是氧化钌，它具有优异的氧化还原可逆性、高的导电性、宽的电化学窗口，因而具有高的能量密度、功率密度和循环稳定性。但钌高昂的成本和环境有害性限制了其在商业超级电容器中的应用。近年来，廉价、环境友好的金属氧化物电极材料受到研究者越来越多的关注，如MnO2、NiO、Co3O4和Fe3O4等。其中MnO2由于具有相对低的成本、低毒性、环境友好且理论容量（1100～1300F·g-1）的特点受到了最多的关注。近年来，随着石墨烯、碳纳米管等材料的逐步发展，将石墨烯、碳纳米管引入到过渡金属氧化物中制备复合材料成为研究的热点。与单一电极材料相比，复合材料具有更好的电化学性能。