有序介孔炭/聚苯胺高性能超级电容器电极材料的优化设计

为满足高能量密度、高功率密度、长寿命的超级电容器对电极材料的要求，基于对电极的储能机制和关键影响因素的分析，本课题拟将有序介孔炭（OMC）的高度循环稳定性和良好的大电流充放性能与聚苯胺（PANI）的高比容量有效结合起来，开展有序介孔炭/聚苯胺复合电极材料的设计和制备。从两方面入手着重解决PANI循环稳定性的问题：合成纳米结构PANI（纳米颗粒，纳米线（管）），改善其本征电化学性质；对OMC或其前驱体（OMC/SiO2）进行表面改性处理，提高与原位聚合的纳米PANI的界面结合力。考察炭材料表面形态、结构、官能团含量、孔径大小和分布、添加量等对PANI形态、表面性质和结构的影响，阐明苯胺在有序介孔炭表面均匀聚合的内在机制；研究复合电极材料的电化学行为，揭示复合材料组成成分、制备工艺和参数、形态结构与其电化学性能间的相关性，获得综合性能优越的超级电容器电极材料，为新型超级电容器的开发奠定基础。