超级电容器的优点
超级电容器的特点是能存储大量的电能。它们也被称为电化学电容，拥有极高的功率密度，充放电速率高，循环稳定性好和极高的能量密度。
在储能设备中，单位质量中蕴含的电能称为“能量密度”,而“功率密度”指的是设备获得或给予能量的速率。传统电容器的功率密度很高，但是能量密度并不算高，这意味着它们的充放电速率很高，但是所能储存的电能并不多。
传统电池在这方面与传统电容的表现恰恰相反。电池有着较高的能量密度，能储存大量的电能，但是它的充电时间可能要达到几个小时。超级电容器就像传统电池和传统电容的综合体，拥有它们两者的所有优点，高能量密度和低电阻，因此超级电容器有望取代电池成为高效、可靠甚至更安全的电源。
在超级电容中，高电容，也就是储存电荷的能力，是实现高能量密度的关键。同时，为了实现高功率密度，它就得具有较大的电化学可及表面积、高电导率和能让离子快速通过的通道。纳米结构材料能满足以上这些要求。
科学家们是怎样合成新电极的
受先前在电导率方面研究的启发，掺杂不同的金属氧化物材料能提高电导率，Singh和他的同事Kalyan Mandal教授将氧化镍和氧化铁制成了杂化材料，接着组装成具有特殊核/壳结构的纳米结构电极。
“通过改变使用的材料和电极的形态，我们就能得到不同性能的超级电容器。” Singh告诉我们。
在Singh的实验中，核/壳纳米结构的合成需要以下两个步骤。首先，通过标准电沉积技术，研究人员得到了排列整齐的氧化镍纳米线，这些纳米线生长在经过阳极化处理的氧化铝基底上，接着溶解掉基底分理出复合纳米线。然后，研究人员将这些纳米线放置在450℃的强氧环境中，时间控制的较短，最后再组装得到高孔隙度的氧化镍复合电极壳以及内部的铁镍合金核。
“这种核/壳复合纳米结构的优点就是高孔隙度的壳纳米层为氧化还原反应提供了非常大的表面，并且缩短了离子扩散的距离，” Singh说。超级电容器是通过氧化还原反应来储存电荷的，这其中就涉及到了一种物质给予电子，同时离子通过电解液和电极在两极间转移。进行氧化还原反应的表面积越大，超级电容器的功率密度就越大。
Singh接着补充道：“铁镍核为电子的转移提供了高速通道，能让电子更快的到达集电器，这使得电极的电导率及其他电化学性能非常的好，能够满足高性能超级电容器的要求。”
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