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摘要：对超级电容器复合电极材料的研究进展进行了综述。超级电容器是一种新型能源器件，性能介于传统电容器和电池之间，具有高能量密度、高功率密度、循环寿命长和污染小等特点。超级电容器的电极材料包括炭材料、金属氧化物和导电聚合物，由于复合电极材料能利用各组分间的协同效应提高整体性能，所以比单纯的炭材料、氧化物以及导电聚合物具有更好的应用前景。
冯继成，刘萍，赵家昌，唐博合金，徐菁利
(上海工程技术大学化学化工学院，上海201620)
超级电容器(Supercapacitor)具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和宽使用温度范围等特点。超级电容器在电力、铁路、绿色能源、军品、航空航天领域的各种快速大功率启动系统、无人值守与移动能源系统和后备电源系统等方面都有极其重要的应用价值。从结构上看，超级电容器主要由极化电极、电解液、集流体、隔膜以及相应的辅助部件组成。超级电容器广泛的应用前景和潜在的巨大商业价值引起了众多研究者的关注。超级电容器的研究主要集中于高性能电极材料的制备。目前，常用的电极材料主要有炭材料、金属氧化物和导电聚合物(Electrically Conducing Polymer，ECP)。复合材料，例如炭/氧化物、炭/ECP、氧化物/ECP和其他复合物等。由于能利用各组分间的协同效应提高整体性能，所以，复合电极材料已成为目前人们研究的热点。
1炭/金属氧化物
超级电容器炭/氧化物复合材料涉及到的氧化物有钌氧化物(RuO2)[1-9]、锰氧化物(MnO2)[10-14]以及其他氧化物。
1.1钌氧化物/炭
钌氧化物/炭复合材料的制备方法较多，方法之一是先通过在炭材料上引入钌，再通过别的方法使钌转化为钌氧化物。Yan等[1]开发了一种高效的方法，用Ru来修饰多壁碳纳米管(MWCNT)。通过油包水反相微乳液法制得Ru固定于MWCNT上。循环伏安测试表明，在同一电解质溶液中处理过的钌氧化物电极明显高于原始的MWCNT。
Fang等[2]通过新型RuO2纳米复合物来提高超级电容器的性能。RuO2纳米复合物是通过在MWC-NT阵列上直接溅射Ru.X射线光电子能谱(XPS)、高分辩透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)测试表明，制得的纳米颗粒是由结晶Ru为核，RuO2为外壳组成。RuO2-CNT复合材料比电容达1380F/g，充放电速率高达600mV/s，循环寿命达5000次。
浸渍法在超级电容器复合材料制备也有相关报道。He等[3]首次采用化学浸渍法制备了水合钌氧化物/活性炭黑(ACB)复合物。测试表明，随着RuOx的增多，等效串联电阻增大。Li等[4]通过RuCl3˙xH2O溶液浸渍有序中孔炭CMK-3，NaOH为沉淀剂，后在80～400℃N2气氛下焙烧制得钌氧化物/有序中孔炭复合物。钌氧化物的组成含量(质量分数，下同)为10.0%～30.7%。随RuO2含量的增加，比电容增大，含量最高时比电容达633F/g.复合电极的倍率性能随RuO2的增大而变差，这是由于等效串联电阻(ESR)增大的缘故。Pico等[5]用RuCl3˙0.5H2O溶液浸渍炭纳米管(CNT)，过滤后用NaOH处理，再在150℃下热处理2h得复合材料。
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