与传统电容器比较，超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的运用寿数等特色，而与比较，超级电容器又具有更高的功率密度、更长的运用寿数及绿色环保等长处。超级电容器在未来储能器材范畴占有肯定的优势，在军事、混合动力轿车、智能仪表等许多范畴具有广泛的运用远景。
跟着社会的快速开展和人口的急剧添加，资源耗费日益添加，动力危机火烧眉毛，因而，寻觅清洁高效的新动力与动力存储技能及设备已成为备受重视的研讨课题。与传统电容器比较，超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的运用寿数等特色，而与锂离子电池比较，超级电容器又具有更高的功率密度、更长的运用寿数及绿色环保等长处。超级电容器在未来储能器材范畴占有肯定的优势，在军事、混合动力轿车、智能仪表等许多范畴具有广泛的运用远景。
超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新式储能器材，经过在电极资料和电解质界面快速的离子吸脱附或彻底可逆的法拉第氧化复原反响来存储能量，依据储能与转化机制的不同可将超级电容器分为双电层电容器(Electric double layer CaPACitors，EDLC)和法拉第准电容器(又名赝电容器，Pseudocapacitors)。双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的，1879年，Helmholz发现了电化学界面的双电层电容性质;1957年，Becker申请了第一个由高比外表积活性炭作电极资料的电化学电容器方面的专利(提出能够将小型电化学电容器用做储能器材);1962年，规范石油公司(SOHIO)出产了一种6V的以活性碳(AC)作为电极资料、以硫酸水溶液作为电解质的超级电容器，1969年，该公司首要完成了碳资料电化学电容器的商业化;1979年，NEC公司开端出产超级电容(Super CaPACitor)，开端了电化学电容器的大规模商业运用。跟着资料与工艺关键技能的不断打破，产品质量和功用不断得到安稳和提高，到了九十年代末开端进入大容量高功率型超级电容器的全面产业化开展时期。超级电容器作为电化学动力存储范畴的前沿研讨方向之一，近十年内有多个打破性作业，其开展也向着小型化、柔性化、平面化等方向开展。
石墨烯在实验室中是2004年被发现的，其时英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈dot;杰姆和克斯特亚dot;诺沃消洛夫发现他们能用一种十分简略的办法得到越来越薄的石墨薄片。石墨烯具有优异的电导性、超高的比理论外表积、安稳的物理化学特性等特色，因而石墨烯基超级电容器具有优异的电化学功用，如高的比容量、极长的寿数、极小的阻力等。现在石墨烯基超级电容器研讨成为储能范畴的一大热门，石墨烯基电极资料有望全面逾越传统碳资料而得到广泛运用。但是石墨烯聚会导致的低外表积和长离子传输途径严峻约束了石墨烯基电容器的运用价值，因而人们一向致力于制备大比外表积、短离子传输途径的石墨烯基电极资料。
图1 商业超级电容器实物图(a, b)，混合动力轿车中的超级电容器电源(c)
鄙人面的内容中，资料人网为我们引荐几篇资料科学范畴内超级电容器方向的ESI高被引文章，并按发文时刻次序对十年来的优异文章内容及其通讯作者加以介绍，旨在为读者了解超级电容器高质量文献以及这一范畴的研讨团队供给便当。
文献一Preparation and acterization of graphene oxide paper.
(Nature , 2007,DOI:10.1038/nature06016)被引频次：2551
图2 氧化石墨烯纸的形状和结构
自支撑的纸型和薄膜型资料现已是当今社会技能中的一部分，它们能够运用在维护圈、化学滤器、电池和超级电容器的组分、粘结层以及分子存储等方面，纳米级的无机纸型资料(比方剥离的蛭石和云母板)现已遭到许多重视，并且现已作为维护涂料、高温粘结剂、介质阻挠和气体防渗膜等资料商业化。来源于巴奇纸的碳纳米管显示出优异的机械和电子功用，使它或许运用于燃料电池和结构复合物。文章报导了一种氧化石墨烯纸的制备和表征，这种氧化石墨烯纸是单个氧化石墨烯片层定流操控制备的碳基膜资料。这种新式资料在刚度和强度上超越其他许多纸型资料，这种资料结合了微观上刚性和柔性两种长处，纸型的片层之间有很大的外表彼此作用力，其褶皱也处于原子等级，褶皱形状处于亚微米等级，这些条件使资料的微观样品具有高效的载荷散布，也使资料比较于传统的碳基、黏土基纸更有弹性。类似于氧化石墨烯的廉价原始资料促进了大面积纸型片层的制备，一起能够运用于可控浸透过滤膜、各向异性离子导体、超级电容器、分子贮存资料等。石墨烯氧化纸也能够掺杂或作为物质载体制备含有聚合物、陶瓷和金属的混合资料。别的，分层的氧化石墨烯片层外表有许多化学官能团使资料具有更多功用。
通讯作者Ruoff教授，2014年之上一任美国德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)资料科学与工程讲席教授，现现已过韩国出色科学家方案引入至韩国蔚山国立科技大学(UNIST)，担任韩国基础科学研讨院(Institute for Basic Science)多维碳资料研讨研讨中心(Center for Multidimensional Carbon Materials)主任。作为闻名碳资料研讨专家，Ruoff教授1988年在University of Illinois-Urbana取得化学物理博士学位，1988-1989在Max Planck Institute fuer Stroemungsforschung任Fulbright Fellow。他从前于2002-2007年间在美国西北大学作为John Evans Professor并在该校的Biologically Inspired Materials Institute担任Director。至今Ruoff教授现已在化学、物理、资料科学、机械工程以及生物医药工程等范畴宣布超越360篇研讨论文，并被Thomson Reuters评为2000-2010最顶尖的100名资料科学家之一(排名第16)。他是多家世界期刊的主编或许编委，并曾取得多项世界学术界奖项。Ruoff教授在资料范畴尤其在碳纳米资料范畴有着深沉的造就，从前在金刚石、富勒烯、纳米碳管和石墨烯范畴做出了多项出色作业，在Science和Nature期刊上宣布多篇文章。
文献二 Graphene-based electrochemical supercapacitors.
( Journal of Chemical Sciences,2008,DOI: 10.1007/s12039-008-0002-7 ) 被引频次：475
图3 石墨烯基超级电容器伏安特性及比电容
2008年，Vivekchand等人初次将石墨烯作为超级电容器电极资料。文章介绍了由三种不同的办法制备石墨烯作为电化学超级电容器的电极资料。制备的石墨烯比外表为925 m2/g，在1.0 mol/L H2SO4中，其比容量为117 F/g，当以电压窗口较宽离子液体N-甲基丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(PYR14TFS)为电解质时，其比容量和能量密度分别为71 F/g和31.9 Wh/kg。
通讯作者C.N.R.Rao教授，Rao先生1958年取得美国普渡大学博士学位，1960年取得印度麦索尔大学博士学位，他从前担任印度科学院院长，现在担任第三世界科学院院长。Rao先生主要是在凝集太资料和分子结构方面有造就，别的他曾当选为许多国家科学院院士或许研讨院的院士。
文献三Graphene-based ultracapacitors.
(Nano letters,2008, DOI: 10.1021/nl802558y) 被引频次：4010
图4 电池拼装测验示意图
尔后，以石墨烯为中心的储能资料在超级容器中的研讨敏捷开展起来。单个石墨烯片的比外表积可达2630 m2 / g，这个值远远大于现在运用活性炭做电极资料的电化学双电层电容器。Stoller等人以水合肼作为复原剂，在100 °C的油浴中将石墨烯氧化(Graphene Oxide, GO)复原成石墨烯，尽管具有必定程度的聚会，但其比外表可达705 m2/g，在KOH电解质中其比容量为135 F/g，在TEABF4 /AN电解质中比电容为99 F/g，但水合肼毒性较大。Stoller等人的研讨团队创始了一种新的碳资料，称之为化学改性石墨烯(CMG)。CMG资料来源于一个原子层厚的碳片，依据所需功用化，研讨者们研讨了该资料在超级电容
注：【通讯作者Ruoff教授，同文献1】
文献四Graphene-Based Supercapacitor with an Ultrahigh Energy Density.
(Nano Lett., 2010, DOI: 10.1021/nl102661q) 被引频次：1170
图5 曲折的石墨烯片层的SEM和TEM图片
