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电化学电容器作为一种新型储能器件,具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和宽使用温度范围等特点。电化学电容器在电力、铁路、绿色能源、军品、航空航天领域的各种快速大功率启动系统、无人值守与移动能源系统、后备电源系统等方面都有极其重要的应用价值。电化学电容器广泛的应用前景和潜在的巨大商业价值引起了各国政府和众多研究者的关注。电化学电容器的研究主要集中于高性能电极材料的制备。本论文的工作主要为:高比表面积中孔活性炭的研制、纳米NiO赝电容器及其混合电容器研究、碳纳米管（CNTs）的改性及其复合材料研究、活性炭纤维布卷绕式电化学电容器研究。论文的主要研究内容和创新点归纳如下: 1.目前用于电化学电容器的活性炭主要是各种高比表面积微孔炭。本研究采用化学活化法以石油焦为原料研制同时具有高比表面积和高中孔含量的活性炭。实验研制的活性炭的中孔含量达到60.6%,而且孔径分布窄,平均孔径为2.37nm,由于活性炭的中孔主要为小孔径中孔,所以该活性炭同时还具有1733m2/g的高比表面积。在30wt%的KOH水溶液中,在150mA/g的电流密度下,中孔活性炭的比容为180F/g,能量密度为6.38Wh/kg,比表面积利用率达到51.93%。当电流密度从150mA/g增加到1.2A/g时,其比容仅出现9.5%的衰减。即实验研制的活性炭同时具有高比容和高功率特性。 2.利用沉淀转化法研制Ni（OH）2超微粉,通过热处理得到纳米NiO,首次使用该法制备的NiO作为电化学电容器电极材料。实验研制的NiO的平均直径为10nm左右,且具有典型的法拉第赝电容特性。在0.5mol/L的KOH水溶液中,在60mA/g的电流密度下,NiO的比容达到243F/g,与sol-gel法和电化学沉积法制备的NiO的比容相当或接近,但沉淀转化法实验设备简单、制备周期短,工艺条件易于控制,非常适合工业化生产。实验研制的NiO-AC混合电容器的工作电压达到1.5V,有效地解决了NiO电容器的低工作电压问题。同时,混合电容器的能量密度是NiO电容器的17.2倍,且具有比NiO电容器更好的功率特性。 3.首次使用KOH为活化剂,对CNTs进行活化处理,通过提高CNTs的比表面积来提高其比容。活化处理使CNTs的比表面积由283m2/g提高到574m2/g,