中文摘要：

活性炭是一种常用的双电层电容器的电极材料，然而，它的微孔特性限制了此类电容器容量的提高，为此，我们研制了新型炭材料"高比表面中孔活性炭"，用它来制作炭电极，期望所得到电容器的性能有显著提高。通过测定炭电极的循环伏安曲线、交流阻抗，以及所得到的电容器的比电容、漏电流、内阻、循环充放电等，探索炭孔结构、表面官能团等性质与电容器性能的相关性，为研究开发双电层电容器炭电极材料提供实验依据与理论基础。另外，对活性炭改性和研制炭复合电极，提高炭电极的导电性和极化性能。由于这种新材料的孔径大，所以选择电解液的范围广，有望用低成本制得高性能的双电层电容器，力争达到世界领先水平。此课题对我国新型炭材料、双电层电容器的研究与应用将起到积极的推动作用。

结论摘要：

新型储能器件超级电容器的应用越来越广泛，电极是决定其性能优劣的关键因素。因此，研究高性能电极材料一直是该领域的研究热点。本项目是研究低成本、高性能炭电极材料，探索多孔炭的储电机理和影响因素。我们用先进的"物理化学活化法"制备可控比表面积、孔径和孔径分布的活性炭，具有优异的储电性能，比电容高达300F/g以上，研究发现孔径在1.4-2.78 nm之间的孔有利于在炭表面形成有效双电层。其次，用酸处理商品活性炭，增加表面含氧官能团和去除杂质，改善炭表面的亲水性及减小电阻，有利于电吸附无机电解质离子，因而炭材料的电化学性能大大提高。另外，用纳米金属氧化物对炭材料表面改性，炭表面的性质发生巨大变化，湿润性和导电性增加，而炭材料内部保持原有的特性，改性后得到的改性材料充分发挥两种不同材料的特性，优化组合，性能优异。改性电极的储电由炭材料表面的双电层电容和金属氧化物的法拉第赝电容两部分构成，储电量比原炭样提高50-90%，尤其是体积比电容高达170F/cm3，且内电阻、漏电流等性能指标明显优于同类电极材料，研究成果达到国际领先水平，对研究与开发先进炭电极材料有非常重要的意义。