不同涂覆数时二氧化钌/活性炭复合薄膜的SEM图片
超级电容器是一种介于充电电池与传统电容器之间的新型能源器件，是一种新型、高效、实用的能量储存装置。与传统的电容器和二次电池相比，超级电容器的功率密度、储存电荷的能力比普通电容器和电池高很多，其容量是传统电容器的200倍以上，功率是二次电池的10倍以上；它充放电速度快、效率高、工作温限宽、电压记忆性好、免维护、对环境无污染、循环寿命长，是一种新型绿色能源；因而在现代航空、航天、兵器、国防科技、移动通讯、电子信息技术、绿色环保能源、电动汽车混合电源等方面有广阔的应用前景。
根据电荷的储存机理，超级电容器可分为双电层电容器和法拉第准电容器。双电层电容器采用碳材料作为电极，通过碳电极与电解液界面上电荷分离所产生的双电层电容储存能量；法拉第准电容器一般采用RuO2作为电极，由氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应所产生的法拉第准电容储存能量。
电极材料的性能是决定超级电容器质量的关键。电极材料必须能够在电极与电解质界面上形成双电层电容或法拉第准电容，并具有一定的化学稳定性和良好的电子及离子导电性。金属氧化物RuO2的比电容高达768F/g，是目前最理想的电极材料。但是，RuO2昂贵的价格限制了它的广泛应用。在复合电极材料的研究中，不少研究者将RuO2和多孔碳材料制成复合电极材料，以减少内阻，提高其功率性能，降低生产成本。制备RuO2薄膜的方法很多，如溶胶−凝胶法、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、涂覆热分解、电沉积等。目前生产的混合电容器用RuO2薄膜，主要采用涂覆热分解的方法制备。该方法对设备要求低，操作简便，适合规模化生产应用。
中南大学材料科学与工程学院甘卫平等人为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料，采用涂覆热分解法，以RuCl3·2H2O为前躯体，制备二氧化钌/活性炭复合电极材料。借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段，观察复合薄膜电极材料的表面形貌，分析不同涂覆量的二氧化钌/活性炭复合薄膜电极的性能。研究结果表明：二氧化钌/活性炭复合电极材料具有良好的电化学稳定性，涂覆热分解最佳涂覆数为4次，复合薄膜的比表面积为321.4m2/g，附着力为11.4 MPa；在H2SO4溶液浓度为0.5 mol/L、扫描速率20 mV/s 条件下，复合电极材料的比电容为422 F/g，内阻为0.33 Ω；经300次充放电后，电容量持续为98.8%。