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超级电容器是一种介于传统电容器和二次充电电池之间的绿色储能器件,由于其拥有循环寿命长、功率密度高、充放电速率快等特性,使其在电动汽车、消费电子以及储能领域得到广泛应用,但是其主要缺点就是电极材料制作成本较高。电极材料的结构特点影响着电容器的电化学性能。近年来,通过优化电极材料来提高超级电容器的电容性能成为该方向的研究热点。本文以廉价的生物质为原料,通过碳化和活化法,获得了优异的电化学性能的电极材料,主要研究成果如下:本文系统地研究了不同活化温度处理得到的稻壳碳的物理性能和电化学性能。在活化温度为400℃到900℃范围内,通过KOH活化法将稻壳转化成活性碳,并且作为两电极超级电容器的电极材料。SiO2的纳米微晶分布在稻壳的无定形碳基质中,在活化处理过程中,活性碳由于SiO2的去除产生孔洞结构,而且随着温度的升高,稻壳碳的有序化程度有所增加。再通过BET测试分析后,稻壳碳的比表面积最大可达到3145m2g-1。将该材料作为电极材料,分别在水和有机体系电解液中进行了电化学测试,测试结果表明:在水系以及有机体系电解液中,800℃活化温度制得的稻壳碳材料分别可以获得367F g-1和174F g-1的最佳电化学性能。与其他商用活性碳相比,稻壳碳材料表现出了优异的电化学倍率和循环性能,经过30000次循环后,容量几乎没有衰减。通过碳化和ZnCl2活化法制备葵花籽壳碳材料,并将其应用于双电层电容器。通过N2吸附测试分析方法表征了纳米多孔碳的比表面积和孔径结构,测试结果表明:多孔碳的比表面积和孔径结构与活化处理的温度以及ZnCl2活化剂比例息息相关。在活化温度为650℃,活化比为1:2时可以获得最大为1604m2g-1的比表面积。电化学测试结果表明:该材料在6M KOH水系电解液中获得226F g-1的比电容,而且容量保持率也最佳。更重要的是,该材料的电容性能相比其他多孔碳和商用木质活性碳材料更为优异,从而促进了向日葵花籽壳碳材料在双电层超级电容器中的应用。