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本文采用酚醛树脂为碳前驱体,纳米碳酸钙水分散液为成孔剂,借助硬模板法制得蜂窝状孔结构的分级孔碳(HPC),并选用KOH对其活化处理得活化分级孔碳(aHPC);系统研究活化前后多孔碳孔壁表面化学性质的变化及KOH用量对aHPC孔结构的影响。结果显示,当KOH与HPC质量比为2时,aHPC比表面积与孔体积最大,且孔壁表面含氧基团较为丰富,有利于电解液的扩散及活性物质的负载。 采用aHPC(HPC)为导电骨架,以β-萘磺酸为软模板和掺杂酸,通过原位化学氧化聚合方法制得aHPC(HPC)负载聚1,5-二氨基蒽醌(PDAA)复合材料(aHPC@PDAA,HPC@PDAA),详细分析了引入aHPC(HPC)导电骨架对PDAA结构、形貌及储锂性能的影响。结果表明,引入aHPC可有效抑制PDAA的团聚,得到均匀分布在aHPC孔内外的PDAA纳米颗粒,且aHPC@PDAA呈疏松多孔的结构;其首次放电比容量可达250 mA h g-1(100 mA g-1电流密度),且2000次循环后仍保持176 mA h g-1。 以aHPC为导电骨架,β-萘磺酸为软模板和掺杂酸,借助原位化学氧化聚合法制得aHPC负载聚苯胺(PANI)纳米复合材料(aHPC@PANI),系统分析了不同单体/aHPC投料比对复合材料形貌、结构及赝电容特性的影响;结果显示,当苯胺/aHPC投料比为2时(PANI含量为50%),aHPC@PANI呈现网络贯通的结构,且PANI以纳米尺度均匀沉积在aHPC孔壁上;在乙腈体系电解液中,1Ag-1电流密度下,其比电容高达256.7F g-1(-0.6V~0.8V,相对Ag/Ag+)。选用aHPC作负极(152.4 F g-1,-2V~-0.6V)与aHPC@PANI匹配组装有机非对称超级电容器,可拓宽超级电容器电位窗口至2.8 V,得到高能量密度(56.2 wh kg-1,0.75 kW kg-1)与优异循环稳定性(循环5000次后其容量保持率高达92.4%)的储能器件。选用高比电容的aHPC@PDAA复合材料作负极(253Fg-1,-2V~-0.6V)与aHPC@PANI匹配,还可进一步提高超级电容器的能量密度(65 whkg-1,1.38 kW kg-1)。