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石墨烯超級(jí)電容器為基于石墨烯材料的超級(jí)電容器的統(tǒng)稱。由于石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和出色的固有的物理特性，諸如異常高的導(dǎo)電性和大表面積，石墨烯基材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用具有極大的潛力。石墨烯基材料與傳統(tǒng)的電極材料相比，在能量?jī)?chǔ)存和釋放的過程中，顯示了一些新穎的特征和機(jī)制。

根據(jù)不同的能量存儲(chǔ)機(jī)制，超級(jí)電容器可以分為三類：1）電化學(xué)雙層電容器（雙電層電容器），使用吸附的陰離子和陽離子儲(chǔ)存能量；2）膺電容器，通過快速表面氧化還原反應(yīng)存儲(chǔ)能量；3）不對(duì)稱超級(jí)電容器。

電雙層超級(jí)電容器原理
也稱非法拉第超級(jí)電容器。其性能源自所謂的雙電層電容，雙電層電容器裝置的電容積聚的電荷被存儲(chǔ)在這作為在高表面積的電極和電解質(zhì)之間的界面形成的雙電層中。雙電層電容器材料的幾個(gè)至關(guān)重要的因素是：比表面積（SSA），導(dǎo)電性，和孔徑大小及分布。石墨烯對(duì)比過去的雙電層電容器的電極材料提供了一個(gè)很好的替代。與傳統(tǒng)的多孔碳材料相比，石墨烯具有非常高的導(dǎo)電性，大的表面積及大量的層間構(gòu)造。因此，基于石墨烯的材料非常有利于它們?cè)陔p電層電容器中的應(yīng)用。
膺電容超級(jí)電容器原理
也稱法拉第超級(jí)電容器，膺電容超級(jí)電容器通過法拉第過程儲(chǔ)存能量，涉及在電極表面上電解質(zhì)并電活性材料之間的快速和可逆的氧化還原反應(yīng)。最廣泛的研究的電活性材料包括三種類型：a）過渡金屬氧化物或氫氧化物，如氧化釕、氧化錳和氫氧化鎳; b）導(dǎo)電聚合物，[如聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，以及c）具有含氧和含氮表面官能團(tuán)材料。膺電容可以達(dá)到比雙電層電容更高的膺電容。石墨烯被認(rèn)為是最合適制備膺電容電極活性成分的載體材料。
不對(duì)稱超級(jí)電容器原理