水系电解液具有较高的电导率和较低的阻抗，rubycon水系电解液

水系电解液具有较高的电导率和较低的阻抗，因电解质的分子直径较小，容易与微孔充分浸渍，便于充分利用其表面积，rubycon水系电解液与其对应的有机物相比，在可承受性、导电性、热容量和环境影响方面是有利的，其电导率比有机和离子液体电解质要高出至少一个数量级，并且水性电解质价格便宜，且在实验室中不需要特殊条件，可较容易地处理，大大简化了红宝石电容器的制造和组装过程，所以，直到现在水系电解液一直被广泛应用到传统和新型的电化学红宝石电容器中，在2004年出版的有关红宝石电容器电解液的文献有84.8%的电解液使用的是水系电解液，水系电解液在电池中的应用早已出现，1799年，Alessandro Volta研制出第一块使氯化钠溶液作为电解液的化学电池，俗称“伏打”电池，19世纪60年代法国的勒克兰谢（Leclanche）发明了勒克兰谢电池（炭锌干电池），以氯化铵水溶液作为电解液，除了传统电池之外，在近些年飞速发展的锂电池研究中，使用水系电解质的锂离子电池可避免有机电解质通常存在的安全隐患，以水溶液作为电解质的锂离子电池的循环使用寿命较短，一般循环100个周期后电量保存量小于50%，即使更换电极材料也难以改善其循环寿命，rubycon最新的相关研究揭示了水系锂离子电池在循环过程中容量衰减的机理：放电状态下的负极材料与H2O和O2反应，与溶液的pH值无关，而对于典型的介孔碳电极红宝石电容器在水系电解液中的比电容和能量密度范围为100～200F·g-1和10～50Wh·kg-1，红宝石电容器中的电解质水溶液可以是任何盐、酸、碱或其组合，但必须不与电极材料发生反应，其中H2SO4、KOH、LiOH、Na2SO4等是最具代表性的也是红宝石电容器较常用的水系电解液，水系电解质的选择标准通常考虑水合阳离子和阴离子的大小和离子的迁移率（表5-1），其不仅影响离子电导率，而且影响电容器的比电容值，还应考虑电解液对电极的腐蚀程度，水系电解液的主要缺点是受到水分解的制约，电容器的电化学窗口较窄，负极电位在0V左右发生析氢反应，正极电位在1.23V左右时发生析氧反应，所以电化学红宝石电容器的电池电压约为1.23V，气体的生成会导致红宝石电容器的损坏，降低电容器性能，危及安全，为了避免气体的生成，水系电解液的电化学红宝石电容器的电压被限制在1.0V左右，表5-2列出了典型的水系电解液电化学红宝石电容器以及它们的性能，由表可以看出，对于酸性和碱性电解质来说，无论使用哪种电极材料，红宝石电容器的电压都被限制在1.3V以内；而对于中性电解液来说，红宝石电容器的最高电压可以达到2.2V，除此之外，对使用水系电解液的电化学红宝石电容器的操作温度也有限制，需要控制在水的凝固点以上沸点以下，表5-1　单一离子、水合离子的大小，离子电导率的数值，基于水系电解液的红宝石电容器及其性能。