金属氧化物电极超级电容器的工作原理和特点

金属氧化物电极超级电容是以氧化铱（IrO2）、氧化钌（RuO2）等作为电极活性物质，应用“法拉第”效应原理储存电能。在发生氧化还原反应过程中进行电子快速传递。以氧化钌（RuO2）超级电容的充电和放电为例，当金属氧化物（RuO2）超级电容器充电时，一个电极吸附氢离子；另一个电极释放氢离子。

当金属氧化物电容器放电时，原来吸附氢离子的电极转为释放氢离子，另一个原来释放氢离子的电极，转为吸附氢离子。超级电容在充、放电过程中，氢离子被吸附/释放，进入/离开，在氧化钌的晶体内部循环交替进行，无论是充电或放电，电解质中氢离子的浓度总是保持不变。氧化钌（RuO2）的化合价在反应过程中会在3～6价之间变化，相当于动力电池中的化学反应效应。

金属氧化物电极超级电容器兼有双层电容器和动力电池的效应，电能的储存密度超过双层超级电容器。与碳电极相比，金属氧化物电极的电导率比碳电极大两个数量级，因此金属氧化物电极超级电容可以实现非常高的质量比容量。并且金属氧化物电极超级电容的循环寿命、充放电性能也相当好。这种超级电容的缺点是电极材料成本太高，而且对使用的电解液有限制，电容的额定电压值较低。