超级电容器分级孔结构碳电极中电荷传递过程动力学的研究(国家自然科学基金，51177156)

超级电容器是一种新型储能器件，在交通、电力、通讯、国防等领域有着巨大的应用价值和市场潜力。为了获得高性能的超级电容器，具有高比容量、高倍率性能电极材料的研发成为最核心的课题。具有介孔-微孔分级孔结构的碳材料是一种理想的超级电容器电极材料。现有的电极模型及动力学研究成果不适用于这种新型结构的碳电极材料。本课题将针对这一特殊电极结构提出新的理论模型，对微孔及介孔中的电荷分布进行描述，电解质离子迁移的动力学过程进行研究；根据新的理论模型，设计出超级电容器碳电极材料的理想分级孔结构；采用硬模板及离子造孔法合成出具有介孔-微孔分级孔结构的碳电极材料，并对其电容等电化学性能进行考察；研究溶剂及溶剂化作用（包括水系及有机系）对介孔-微孔分级结构碳材料中电解质离子传递过程的影响；对低温条件下超级电容器的动力学特性进行研究，并考察以具有分级孔结构碳材料作电极的超级电容器在低温下的适应性。（文/薛荣）