電化學(xué)超級電容器（electrochemical supercapacitors ，ES），也叫做電化學(xué)電容器（electrochemical capacitors，EC），或簡稱超級電容器（supercapacitors or ultracapacitors），是近年來廣為關(guān)注的新型能源器件。隨著世界經(jīng)濟的現(xiàn)代化，如石油、天然氣、煤炭等能源危機迫在眉睫。人們開始研究將會使用替代能源，例如太陽能、風(fēng)能或者燃料電池。但是由于能量來源本身的特性，決定了這些發(fā)電的方式往往具有不均勻性，電能輸出容易發(fā)生變化。隨著風(fēng)力和太陽光強度的變化，這些能源產(chǎn)生的電能輸出也會發(fā)生相應(yīng)的變化。這就需要使用一種緩沖器來存儲能量。由于這些能源產(chǎn)生的電能輸出可能無法滿足消費者一方的峰值電能需求，因此可以采用能量緩沖器在短時間內(nèi)提供所需的峰值電能，直到發(fā)電量增大，需求量減少。另外，在能源產(chǎn)生的過程是穩(wěn)定的而需求是不斷變化的情況下，也可以使用能量緩沖器。在使用替代能源技術(shù)領(lǐng)域，超級電容器是一種新型的關(guān)鍵部件。
由于超級電容器不是通過化學(xué)反應(yīng)來充電的，而是通過在電極表面積累電荷進行充電的，因此它的充電電流可以非常高，且沒有充電時間的限制。超級電容器有比常規(guī)電容器能量密度大和比充電電池功率密度高的優(yōu)點，而且可快速充放電，使用壽命長，是一種新型、高效、實用的能量存儲裝置，有著廣泛的應(yīng)用前景，如便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲系統(tǒng)、電動汽車電源及應(yīng)急后備電源等。而且，超級電容器儲存電荷的能力比普通電容器高，并具有充放電速度快、效率高、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點。
碳納米管是由單層或多層石墨烯片卷曲而成的無縫中空管，具有獨特的物理和化學(xué)性能，在復(fù)合材料增強、納米器件、場發(fā)射、催化劑等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。它有良好的導(dǎo)電性、大的比表面積、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、適合電解質(zhì)離子遷移的孔隙（孔徑一般大于2 nm），以及交互纏繞可形成納米尺度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而被認(rèn)為是超級電容器理想的電極材料。
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