超级电容器具有功率大、充放电速度快和循环稳定性高等优点，可应用于新能源汽车启动、制动、爬坡时的辅助动力。然而，能量密度低一直是它的短板。提高超级电容器能量密度的主要途径之一是提高电极材料的比电容。目前，常用的碳基电极材料的比电容一般只有100-120 F/g，能量密度仅有4-5 Wh/kg。而基于法拉第过程的赝电容电极材料（如金属氧化物、导电聚合物）则具有较高的理论比电容，有望获得高的能量密度，但除了少数几种贵金属氧化物（如RuO2）外，大部分过渡金属氧化物的导电性差，只有在低载荷（小于10μg/cm²）情况下才能实现较高的比电容，当载荷增大时，电极的比电容会急剧下降，从而使超级电容器总容量无法满足商业化应用。

通过纳米多孔复合结构设计，使大载荷赝电容电极（MnO₂）实现了超高比电容。即利用去合金化方法制备的双联通纳米多孔金属作为载体和集流体，MnO₂填充进纳米多孔金属的孔洞中和装载在两侧外表面，使在相同载荷下，电极的比电容比传统电极提高了2-5倍，这主要是由于高导电的纳米多孔金属增强了MnO₂电极中离子/电子的传导速率。而且MnO₂根植于纳米多孔金属的孔洞中，减弱了充放电时活性材料由于体积膨胀收缩所引起的机械失效，从而使电极的循环稳定性获得明显提高。这一新型结构设计，使赝电容电极材料在保持超高比电容的前提下，有效提高了电极中活性材料的载荷量，从而实现了总电容量的提高，为进一步获得高能量密度大容量超级电容器提供了可能。相关工作已在线发布于Adv. Energy Mater. (doi/10.1002/aenm.201201046)。

新闻链接：http://www.materialsviewschina.com/2013/05/the-nanoporous-composite-structure-designed-to-obtain-high-specific-capacitance-of-high-capacity-supercapacitor/

Jianli Kang, Luyang Chen, Cheng Li, Takeshi Fujita, Xingyou Lang, Akihisa, Hirata,Mingwei Chen*, Electroplated thick manganese oxide films with ultrahighcapacitance, Adv. Energy Mater.2013, 3 857

201201046_ftp.pdf