双电层电容器储能机理研究概述

第5卷第6期

2016年11月

储能科学与技术

Energy Storage Science and Technology

Vol.5No.6

Nov.2016

双电层电容器储能机理研究概述

向宇，曹高萍

（防化研究院，北京100083）

摘要：本文综述了双电层电容器的储能机理研究进展，详细论述了多孔碳孔结构与电解液离子之间的相互作

用，介绍了多孔碳界面双电层理论，包括最早的平行板双电层模型、考虑孔隙曲率的EDCC和EWCC模型及最

新发现的充电机理。经过上述讨论，认为合成具有最优微孔尺寸、合适介孔比例和结构规整的多孔碳，是今后

得到高功率密度、高能量密度多孔碳基超级电容器的最佳途径。

关键词：双电层电容器；储能机理；双电层模型

doi:10.12028/j.issn.2095-4239.2016.0088

中图分类号：TM53文献标志码：A文章编号：2095-4239（2016）06-816-12

A review on the mechanism of the energy storage about the

electrochemical double-layer capacitors

XIANG Yu,CAO Gaoping

(Research Institute of Chemical Defense,Beijing100083,China)

Abstract:This dissertation summarized research on the energy storage mechanism and discussed the

interaction between the porous structure and the electrolyte ions.What’s more,this review described

simply the theoretical models of double electric layer including the previous parallel-plate model,the

later EDCC and EWCC models taken into account curvature,and the newest charging mechanisms of

EDLCs.Finally,this review concluded that the best approach to achieve high power density and high

energy density for porous carbon based supercapacitors will be to synthetize the porous carbon which

owns the optimal micropores size and appropriate proportional of mesopores.

Key words:electrochemical double-layer capacitors(EDLCs);energy storage mechanism;models of double electric layer

超级电容器，也称电化学电容器，是一种能够

快速储存和释放能量的储能器件，与电池、传统电

容器构成当今电化学储能系统[1-3]。超级电容器的能

量密度高于传统电容器2～3个数量级，其功率密度

通常在kW/kg级别，是电池的10倍以上[1]，此外，

超级电容器的循环寿命和库仑效率都很高，因此被

广泛应用于需要高功率用电的领域，如启动电源、

电动汽车、工业能源管理系统等[4]。虽然超级电容

器功率密度高，但能量密度只有二次电池的10%左

右。为了扩展其应用范围，目前研究方向主要是提

收稿日期：2016-07-21；修改稿日期：2016-10-17。

第一作者：向宇（1986—），男，助理研究员，主要从事超级电容器方

面研究，E-mail：drxiangyu2016@https://www.360docs.net/doc/7f10705380.html,；通讯联系人：曹高萍，研究

员，主要从事超级电容器方面研究，E-mail：caogaoping@https://www.360docs.net/doc/7f10705380.html,。

高超级电容器的能量密度。

图1传统电容器、超级电容器、二次电池的能量密度和

比功率关系[1]

Fig.1Specific energy and power capabilities of capacitors,

supercapacitors and batteries[1]

万方数据