C Q PF b /R•T P(1 bP)b
(5)
对于研究较多的RuO2/H2SO4体系而言，电极上发生的法拉第反应是 孔隙中可逆的质子迁入或迁出。反应式为：
RuO2 +xH+ +xe- = RuO2-x(OH)x
(6)
根据Nernst方程
根据Nernst方程
(1.10) 表示电极材料氧化还原过程中的相对氧化程度。虽然 该式由溶液中的氧化还原过程而来，但原则上也适用 于其它具有连续可变氧化还原程度的过程。 若将(1.10)式与（1.5）的对数形式比较，我们可以得到 相似的结果。这就要求与此类似的电容器电极材料需 要具备氧化还原中心，以此产生连续的电子输运与离 子传输。
二、超级电容器技术概述
双电层电极
Vmax
V
扦插反应电极
Vmax V
重构反应电极
Vmax V
Q
Qmax
Q
Qmax
Q
Qmax
双电层电极
V Vmax
扦插反应电极
V Vmax
重构反应电极
Vmx
Q
Qmax
Figure 1 Comparison between different types of energy storage mechanisms. The
C紧 C分
二、超级电容器技术概述
对欠电位沉积而言，一个常见的例子是Pb在Au表面上的沉积，
相应的反应可用下式表示：
Au + Pb2+ + 2xe- =Au·xPb
（1）
一种理想的情形是Pb在电极上的吸附服从电化学Langmuir等温
方程：
P/b 1 ( P ) bK P 2 C b • ex V/R p F )(T（2）
超级电容器技术、标准与应用
超级电容器标准工作组 秘书处
主要内容
1 超级电容标准工作组简介 2 超级电容器技术概述 3 超级电容器标准化 4 超级电容器应用领域
一、超级电容标准工作组
中国电子技术标准化研究院
（工业和信息化部电子第四研究院，简称CESI）
资质授权 Qualification Authorization 政府授权
国际认可
➢国际电工委员会电工产品合格与认证组织（IECEE）认可的CB实验室 ➢美国保险商实验室（UL）认可的第三方数据交换（TPTDP）实验室 ➢美国联邦通信委员会（FCC）认可注册的电磁兼容实验室 ➢德国莱茵TUV认证机构指定的中国代理实验室 ➢挪威NEMKO认可实验室 ➢APMG授权的ITSMS、ITIL V3、PRINCE2培训与考试机构 ➢蓝光光碟联盟授权国际认证测试中心（Blu-rayDisc） ➢视像电子标准协会授权国际认证测试中心（DisplayPort） ➢数字生活网络联盟授权国际认证测试中心（DLNA） ➢杜比实验室授权国际认证测试中心（Dolby Digital） ➢高清晰度多媒体接口组织授权国际认证测试中心（HDMI） ➢高宽带数字内容保护技术组织授权国际认证测试中心（HDCP） ➢通用即插即用论坛授权国际认证测试中心(UPnP)
电池充电过程中电势为定值有不同之处。
2．该式可写成如下电容表达式
二、超级电容器技术概述
C QPbdPb/dV
(3)
C 即为赝电容(pseudocapacitance)，Q Pb为Au表面吸附一完整Pb原子单 层所需电荷量。
将（2）式微分结合（3）式有：
C Q P F / b R K P T 2 e b C V x / R ) F / p 1 [ K T ( P 2 e b C V x / R ) F p 2] T (4)(
variation of the potential with the amount of charge extracted is shown above, and the
amount of energy available is shown below by the areas under the curves.
C Pb 2为电解质溶液中Pb2+的浓度，V 为对应的参比电极的电极电位， 为表面覆盖系数，一般而言，0 < Pb<1。但存在多层吸附时， Pb >1。
根据(2)式可得到如下两个结论：
1．当 Pb 由0变化至1即Pb原子在Au表面的覆盖率由0增大到
被整体单层覆盖时，则电压也因此而连续变化，这一点与通常
➢电子信息产品标准化国家工程实验室 ➢国家数字音视频及多媒体产品质量监督检测中心 ➢国家认证认可监督管理委员会制定CCC检测机构 ➢国防微电子元器件一级计量站 ➢工业和信息化部工业（电子信息）产品质量控制与技术评价赛西实验室 ➢电子工业安全与电磁兼容检测中心 ➢信息处理产品标准复合型检测中心 ➢工业和信息化部数字电视标准复合型检测中心 ➢工业和信息化部电子计量中心 ➢工业和信息化部电子信息产品污染控制技术促进中心 ➢北京市中关村开放实验室 ➢国家软件标准化推广中心 ➢国家OID注册中心 ➢国家IC卡注册中心 ➢商务部出口商品技术服务中心
电池及超级电容器的优缺点及特性
静电电容器、双电层电容器
赝电容超级电容器
高操作电压、高操作功率 90°相角 无限可逆
受电活性物质化学性质及电解质分解 电压的影响，操作电压较低
相位角是频率的函数，但具有传输线 行为。
高度可逆
电容不随电压而变 可自我指示充放电程度
电容与电压有关 可自我指示充放电程度
静电电容器和电解电容器具有低的 或零ESR和有限的ESR与相位的频率 依赖性
M s (M 2 ) (2s)
式中 M 为金属电位， s为溶液电位，r为离子与电极之间的最
近距离(等于离子半径)的电位。对电荷密度微分：
(M s)(M 2)(2 s)
qM
qM
qM
1 1 1 Cd CH CD
式中C d 为双电层电容，C H为紧密层电容；C D 为分散层电容，等于两个串 联电容 和 的总电容。即把双电层的微分电容看成是由紧密层电容和分散 层电容串连组成，如图所示：
Huggins, A. Robert, Solid State Ionics, 2000, 134, 179.
二、超级电容器技术概述
Helmholts、Chapman、Stern、Grahame、Bockris
Stern模型的双电层电位分布图 (a) 电荷分布；（b）电位分布
二、超级电容器技术概述