Cap1超级电容器超级电容器：1、电容值大，能量密度高2、功率密度高3、充放电效率高4、循环寿命长5、工作温度范围广6、可靠性高7、绿色环保三种类型：1、将电荷储存在电极/电解质溶液界面处的电双层中，以高比表面积炭作为电极材料2、利用发生在电极表面的二维或准二维法拉第反应储存电荷，以过渡金属氧化物作为电极材料3、以导电聚合物为电极材料，导电聚合物充放电时周期性地成为氧化态或还原态，即氧化还原型准电容，具有类金属性质，电容是双层的双层型电容器特点：电荷储存是非法拉第过程，是静态储电方式，不发生通过电极表面的电荷转移，以绝缘体为介质双层模型：Helmholtz模型、Stern模型、Grahame模型赝电容：又称法拉第准电容，是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附，脱附，氧化，还原反应，产生和电极充电电位有关的电容电极材料：活性炭粉末特点：1、高比表面2、具有发达的介孔3、高电导率4、高堆积比重5、高纯度6、良好的电解液浸润性处理方式：气相热处理、液相热处理电极材料：碳气凝胶结构特征：1、交联结构2、颗粒间的链接3、粒子间的线形或梯形聚合物链4、粒子内部的单独聚合物链优点：1、高比表面积2、低密度3、高导电率4、可直接成型，不需粘结剂电解质对化学电容器行为的影响：1、电解质的电导率影响电容器的功率输出能力2、电解液中阴离子的吸附，影响比双层电容值3、通溶剂的绝缘性质，决定比双层电容的值及其对电极电势的依赖电解质电导率的决定因素：1、给定盐或酸溶液中自由电荷载流子、阳离子和阴离子的浓度2、电解质电离离子的迁移率或每个离子对电导的贡献3、溶剂的粘度水溶液电解质介质：电导率高、分子直径小利于形成双电层、容易挥发电化学窗口窄酸性水溶液（H2SO4、HBF4、HCl、HNO3、H3PO4）碱性水溶液（KOH、LiOH）中性水溶液（KCl、NaCl、LiCl、Li2SO4）非水溶液电解质介质：季铵盐、锂盐、季鏻盐特殊：四烷基季铵盐R4N+1、在非水溶剂中具有良好的导电性和溶解性2、避免了过充使碱金属沉积在电容器阴极的可能性3、价格昂贵，必须足够纯净干燥4、在强烈过充电时会在负极发生分解Cap2金属空气电池金属空气电池：以空气中的氧气作为正极活性物质，金属（Li、Mg、Al、Zn、Cd、Fe）作为负极活性物质，水为电解质的一种高能电池。
四种类型：一次电池、二次可充电池、金属板更换式电池、金属粒更换式电池根据阳极材料又分为：铝空、锌空、镁空、锂空、铁空等主要缺点：由于金属-空气电池工作时需要不断的供应空气，因此它不能在密封状态或缺少空气的环境中工作。
此外，电池中的电解质容易受空气湿度的影响而使电池性能下降，空气中的氧会透过空气电极并扩散到金属电极上，形成腐蚀电池引起自放电。
工作原理铝-空气电池电池原理：负极采用铝合金，在电池放电时被不断消耗，正极是多孔性氧电极，跟H2/O2燃料电池的氧电极相同，电池放电时，从外界进入电极的氧气在与电解质和催化剂的三相界面发生电化学反应生成OH-。
电解液可分为碱性溶液，中性溶液。
正极：负极：（碱性）（中性）腐蚀：特点：由于存在腐蚀反应，存在发热，和氢气产生，需做安全处理（中性）1、电导率较低，铝酸盐不可溶，功率难提高2、电压低（碱性）1、电压高2、阳极产物可溶，电导率高，阳极效率高锌-空气电池正极：负极：总反应：存在的问题：1、锌电极直接氧化，出现锌枝晶2、空气催化剂活性偏低3、电解液的碳酸化4、锌电极钝化锂-空气电池正极：负极：水基电解质：1、放电产物为LiOH，溶于水基电解质，不会堵塞输氧通道2、开路电压高，充放电过电位低，充放电效率高有机电解质：1、氧溶解度高2、对锂腐蚀小3、制备简单镁-空气电池正极：负极：总反应：铁-空气电池负极：Fe+2OH-=Fe（OH）2+2e-Fe（OH）2+OH-=FeOOH+H2O+eCap3铅酸电池铅酸电池正极：副反应负极副反应总反应放电：H2SO4浓度下降，正极上PbSO4增加，内阻增大，电解液密度下降充电：电解液密度下降，内阻减小，电池电压升高，后期由于水的分解出现大量气泡电池组成材料：正极活性材料：PbSO4负极活性材料：Pb电解质溶液：H2SO4板栅合金：铅钙锡铝多元合金铅膏：PbO，PbSO4铅粉：是表面覆盖一层PbO（四方晶系和斜方晶系在低高温相互转变）的金属Pb颗粒粉状物。
一方面是极板活性物质的主体材料，另一方面是极板实现电化学反应的母体。
铅粉氧化度：指氧化铅占铅粉总量的半分比。
（过高增加放电容量但在干燥过程中会引起极板裂纹，影响容量和寿命；过低会使铅膏松散难以涂板，充电过程引起变形和脱落，影响容量和寿命）板栅：格子体，由铅基合金浇铸或拉网而成（支撑活性物质，传导电流）具体作用：1、作为活性物质的载体，支撑骨架，粘附活性物质2、传导电流3、使电流均匀分布到活性物质中性能要求：1、构造应有利于与活性物质的牢固结合2、电阻小3、不妨碍活性物质的膨胀或收缩4、抗蚀性5、易于加工铸造6、足够的硬度和机械强度7、成本低廉两种具体的板栅合金铅锑板栅合金优点：1、机械强度优于纯铅2、熔点和收缩率低于纯铅3、膨胀系数低于纯铅4、伸缩变形小5、腐蚀较纯铅更均匀缺点：1、电阻比纯铅大2、锑溶于电解液加速自放电3、锑引起氢析出电位降低，增加氢的析出，加速水分解损失4、抗电化学腐蚀不如纯铅铅钙板栅合金优点：1、析氢过电位接近纯铅，抑制自放电和析氢量2、机械强度更大3、导电能力更强4、无锑转移问题，水损缓慢，利于电池密封缺点：1、钙易氧化，高温易烧损，制作复杂2、不适合做深放电循环蓄电池（形成硫酸钙膜，阻碍腐蚀发展）3、合金硬度过大，影响铸造4、废料存在安全隐患Cap4液流电池液流电池：正极和负极的电解液分别装在两个储罐中，利用送液泵使电解液通过电池循环。
在电堆内部，正负极电解液用离子交换膜分隔开，电池外接负载和电源。
全钒液流电池（VRB）正极：负极：总反应：特点：1、额定容量和额定功率相互独立，可调整2、活性物质以离子型态存在，避免活性物质的脱落和短路3、正负活性物质均为钒离子，不会发生电解液交叉污染4、电池工作时电解液处于流动状态，浓差极化小，可无损伤深度放电5、钒离子电化学可逆性高，电化学极化小，功率密度高，适合大电流快速充放电6、启动快，更换电解液瞬间充电；自放电小，充放电转化效率高7、结构简单，材料低廉，维修便宜锌-溴液流电池（ZBB）正极：负极：总反应：特点：1、电解液循环流动，允许热管理和反应物高均匀性2、较高的能量密度3、成本低，原料易得4、零部件可循环，环境影响小5、电池系统设计灵活6、常温运行7、深度放电不损伤，反而提高电池性能8、充电时，锌金属沉积在负极表面，正极生成油状溴络合物锌-铈液流电池（ZCB）正极：负极：总反应：Cap5锂离子电池锂离子电池工作原理：锂离子电池是锂离子在正负极之间反复进行脱出和嵌入的一种高能二次电池。
充电时，正极中的锂离子从钴酸锂等孤独金属氧化物的晶格中脱出，经过电解液这一桥梁嵌入碳材料负极的层状结构中。
正极材料的体积因锂离子的移出而发生改变，但本身的骨架结构维持不变，负极材料与锂离子发生嵌入反应或合金化反应。
放电时，锂离子从碳材料负极层间脱出，经过电解液到达正极并嵌入正极材料的晶格中，使电极材料的结构得以复原，在循环过程中，正极材料是提供锂离子的源泉。
正极：负极：总反应：优点：1、能量密度高2、平均输出电压高3、输出功率大4、自放电小5、无记忆效应，循环性能好6、可快速充放电7、充电效率高8、工作温度范围广9、残留容量测试方便10、无需维修11、环境友好12、使用寿命长缺点：1、成本高2、需要特殊保护电路防止过充过放3、与普通电池兼容性差锂离子正极材料的特点与性能：1、较大的吉布斯自由能保持较大的电位差，提供电池工作电压2、锂离子嵌入反应时，吉布斯自由能改变小，确保锂离子电池工作电压稳定3、较宽的锂离子嵌入脱嵌范围和相当的锂离子嵌入脱嵌量4、需要有大孔径的隧道结构，方便锂离子在充放电时的嵌入和脱嵌5、锂离子在正极材料隧道中有较大的扩散系数和迁移系数，保证良好的电子导电性6、需要具有大的界面结构和多的表观结构，增加锂离子嵌入的空间位置，提高嵌入容量7、物理化学性质均一，保证良好的可逆性循环寿命长8、与电解液不发生物理化学反应9、与电解质有良好的相容性，热稳定性高，保证工作安全10、重量轻，方便制作，无毒四大正极材料氧化钴锂结构：比较稳定的层状结构，层间通过范德华力实现Co-O-Co的强健结合。
氧原子呈现三方对称性，使得锂离子能在层间进行二维运动，发生嵌入和脱嵌。
制备方法：1、固相反应2、溶胶-凝胶法3、喷雾干燥法改性：掺杂：硼（降低极化。
循环性能）镁（循环性能，提高电导率）铝（便宜，结构类似，提高电压，循环性能）锰（容量，循环性能）硅（循环性能）锌（循环性能）铂（提高锂离子扩散系数）稀土元素（提高锂离子嵌入和脱嵌能力）包覆：氧化镁（降低迁移活化能，提高嵌入和脱嵌）无定形氧化铝（稳定性，抑制活性物质流失）磷酸铝（热稳定性，耐过充电，循环性能）二氧化硅（循环寿命）氧化锌（循环性能，大倍率性）氧化镍锂结构：层状结构，呈现六方相制备方法：1、固相反应2、溶胶-凝胶法改性：提高脱嵌相稳定性，抑制相变，降低容量衰减，降低不可逆容量，提高可逆容量掺杂：铝（热稳定）锰（热稳定）钴（热稳定）包覆：氧化镁、磷酸铝、二氧化硅、二氧化钛（防止正极与电解液接触发生副反应，减少产热量，抑制相变，提高结构稳定性）氧化锰锂制备方法：1、水热合成2、离子交换3、固相反应4、溶胶-凝胶法结构：隧道结构（垃圾）、层状结构（正交和层状）、尖晶石结构正交氧化锰锂：氧原子分布为扭变的四方密堆结构，交替的锂离子层和锰离子层发生折皱掺杂：铬（稳定结构）铝（稳定结构）镍（可逆容量，减少相变，结构稳定）锂钴（抑制相变）层状氧化锰锂：阳离子交换层由纯锂离子层和锂锰1：2混合层交替组成掺杂：铁（电化学性能）铬（循环性能）尖晶石结构氧化锰锂结构：具有四方对称性，一个晶胞中含有56个原子（8锂16锰32氧）掺杂：锂（循环性能）镁（电导率，循环性能）磷酸铁锂LiFePO4改性：加入导电性物质（炭黑、炭、碳纳米管）：提高导电性能，可逆容量提高，循环性能好，快速充放电能力提高进行掺杂（镁，钛，锰）：提高循环性能和结晶性负极材料要求：1、正负极的电化学位差大，获得高功率电池2、高度可逆脱嵌反应，锂离子的脱嵌反应自由能变化小3、锂离子的可逆容量大，保证电池稳定的工作电压4、热力学稳定，不与电解质发生反应5、循环性好，循环寿命长6、电导率好，锂离子在负极有高扩散速率石墨质软、有滑腻感，非金属矿物质，耐高温、耐氧化、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电性能强。