超級電容器的電極活性材料分析超級電容器具有以上各種優(yōu)點，但是，目前超級電容器的能量密度卻遠低于常規(guī)的蓄電池（約為蓄電池的10%～20%），這使得超級電容器的應用受到很大的限制。因此，目前超級電容器的研究趨勢就是在保持以上高功率密度和循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)點下，進一步提升能量密度。超級電容器的電極材料是超級電容器最核心的部件之一，電極材料的性能對器件的整體性能有著巨大的影響，通過選擇性能不同的電極材料、改變比表面積、電極表面孔徑的密度和大小都會使得影響電化學電容比。目前針對超級電容器的研究主要集中在電極材料的研發(fā)上，主要包括有碳材料、導電聚合物和金屬氧化物（氫氧化物）等。碳材料碳材料包括活性炭、碳纖維、石墨烯和碳納米管等，具有著成本低，易于工業(yè)化生產的優(yōu)勢，運用于各個領域中。在超級電容器領域中，由于具有高比表面積、高導電性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，碳材料是一種具有代表性的雙電層電極材料[9]。對于碳材料來說，通過控制和調節(jié)表面孔徑分布和引入表面官能團是提高碳材料有效比電容的有效方法。Ito等[10]人以沸石為模板，通過在沸石納米通道中滲透前驅體的炭化，制備出一種具有三維排列的相互連接的1-2nm微孔，所制得的碳材料在有機電解液溶液中具有的電容為140-190Fg-1，即使在高達20Ag-1的電流的條件下，仍然保持很高的電容。Hua等[11]以懸鈴木果實和柳絮為原料，制備了具有微孔碳纖維的電極材料，通過炭化、活化后的纖維結構具有高電容電極性能，在電流密度為0.5Ag-1的條件下，懸鈴木和柳絮中空碳纖維的比電容分別為30.465Fg-1和276.13Fg-1，且兩種材料的循環(huán)穩(wěn)定性強。Yeh等[12]通過化學氣相沉積法合成了一種多壁碳納米管材料，再通過硼酸的酸化后，得到比容量為40Fg-1的硼摻雜多壁碳納米管。導電聚合物導電聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚對苯等，因為該材料具有成本低、導電性能好等優(yōu)點引得研究人員的廣泛關注。但是在導電聚合物作為電極材料時，由于在循環(huán)過程中，離子的嵌入和脫嵌都會造成材料的體積變化從而使得電極的電導率下降。為解決以上的問題，將導電聚合物與碳材料、無機氧化物和氫氧化物或者其他金屬化合物等材料復合制得三維的導電復合材料，通過各類材料相互協(xié)作而達到提高電極循環(huán)性能的目的[13]。Moyseowicz等[14]通過兩步法合成了多孔聚苯胺和還原石墨烯氫氧化物，最終得到比表面積為228m2g-1的三維多孔復合材料PANI/rGO-HT。在電流密度為0.2-20Ag-1時，該材料的比電容可以達到420-239Fg-1。Zhang等[15]采用后組裝法，在靜電吸附下制備了聚苯胺納米管(PANI-T)和石墨烯氧化物(GO)的復合材料。在電流密度為0.5Ag-1時，PANI-T/GO-10%的比電容可以達到1220Fg-1，遠高于PANI-T的648Fg-1，且在經過500次循環(huán)后，復合材料的電容量仍然可以保持97%。過渡金屬氧化物（氫氧化物）及其復合物目前，在超級電容器領域，作為電極材料的過渡金屬氧化物（氫氧化物）有鎳、鈷、錳的氧化物（氫氧化物）等以及它們的二元或者多元復合物。一般來說，過渡金屬氧化物（氫氧化物）和碳材料相比，能量密度更高；與導電聚合物材料相比，電化學性能更穩(wěn)定。（1）一元金屬氧化物將金屬氧化物／氫氧化物這類金屬化合物（包括NiO2，MnO2和Co3O4等）作為超級電容器的電極時，這些材料主要通過氧化還原反應進行能量儲存。和其他雙電層電容的材料相比較，這類材料的容量和能量密度的性能更佳，目前已經成為在這領域的研究熱點之一。例如，Cao等[17]通過電沉積法在Y型沸石上沉積，最終制得了片狀納米Co(OH)2，該材料的比電容高達3108Fg-1。Zhu等[18]采用二氧化錳水熱合成法在泡沫鎳表面沉積納米結構的二氧化錳，在500℃退火條件下，中性溶液中，電流密度為1Ag-1的時候比容量達到最佳值(244Fg-1)。在堿性溶液中，電流密度為2Ag-1時，電容可達950Fg-1。（2）二元金屬氧化物通過將不同類型具有不同性能的金屬氧化物相結合制得復合納米結構，可以克服各類金屬氧化物的不足，比如導電性差和理論電容不高等缺點，來達到提升性能的目的。這個研究方向也逐漸成為目前的研究新方向。比如，Wei等人[19]通過使用低成本和穩(wěn)定的金屬鹽作為前驅體，運用溶膠-凝膠法制備出鈷鎳氣溶膠，在鈷鎳比為0.5和凝膠干燥后煅燒溫度為200℃的條件下，鈷鎳氣溶膠具有很好的比表面積和孔徑，在0.04–0.52V的電壓范圍內，比電容達到1400Fg-1。Dan等[20]采用后合成同晶取代的方法成功地制備出層狀的Co-Mn氧化物納米堆(NCs)。制備層狀的鈷錳氫氧化物和石墨烯氧化物的復合材料(GO/Co-MnNCs)，該材料在3Ag-1的條件下，比容量為677Cg-1，在經歷2000次循環(huán)后，容量依然可以保持在原來的95%。（3）三元金屬氧化物為了解決過渡金屬氫氧化物所共有的低穩(wěn)定性和低電導率問題，研究者對三元氫氧化物材料進行了結構改性[21]。Bao等[22]首先在碳纖維基板上合成了高導電性的Zn2SnO4納米線然后MnO2薄膜表面屠夫一層薄膜，最終獲得了高比電容的復合材料MnO2/Zn2SnO4/C。在1MNa2SO4電解液中，電流密度為1.0Ag?1的條件下，該材料可以達到642.4Fg?1的最大比電容。Sahoo等[23]用陰極電沉積法在泡沫鎳上制備出多孔鎳鈷錳化物納米片(NCMS)，所制得的納米片具有較大的電化學活性和高孔隙結構，在1Ag-1時，比電容達到了2717Fg?1和94.07Wh/kg的能量密度。Li等[24]通過水熱法將NiCoMn-OH生長在石墨花瓣上，最終制得納米針結構的復合