1. 研究目的与意义（文献综述）

能源是经济的命脉，对全球经济和国际战略格局都有着深远的影响。随着科技的进步和社会经济的高速发展，化石燃料的燃烧，不可再生能源的存储量急剧减少，能源短缺与环境污染问题已经成为了21世纪人类急需解决的难题^[1]。为了进一步推进可持续发展计划，可再生能源的开发利用和环境保护逐渐成为其中至关重要的一部分。为了更好地解决能源问题，电化学储能装置开始得到广泛研究，主要有电容器和电池。而超级电容器作为近几十年发展起来的一种新型储能器件，在新型能量存储和转化系统发展过程中扮演着重要的角色，具有充电时间短、工作电压范围宽、循环稳定性好、功率密度大、绿色环保等特点，已在电力、交通等各大领域得到了广泛的应用^[2]。

根据不同的储能机理，可将超级电容器分为双电层电容器和赝电容器两大类^[3]。

其中，双电层电容器主要是通过纯静电电荷在电极表面进行吸附/脱附来产生/释放能量。19世纪末，helmhotz提出双电层理论。helmhotz模型认为金属表面上的静电荷将从溶液中吸收部分反离子，使它们在电极溶液界面的一侧排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。于是，在电极上和溶液中就形成了两个电荷层，即双电层。双电层电容器的电容性能与电极电势和材料本身的属性有关。双电层电容器的电极材料多为碳材料，碳材料具有种类多样、价格低廉、高比表面积、较高的导电率、良好的电化学稳定性和循环稳定性等优良特点，是超级电容器重要的电极材料^[4]。但是碳材料也有比电容较低、能量密度低的缺点。目前超级电容器研究和应用较多的碳材料主要有活性炭、碳纳米管、碳纤维、碳复合材料、碳气凝胶等^[5,6]。不同碳材料的微观形貌和理化性质不同，电化学储能性能也有所差别。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：

1. 制备镍掺杂的酚醛泡沫材料，并通过高温碳化后获得用于超级电容器电极材料的镍掺杂的多孔碳材料；

2. 探讨加入不同含量镍对多孔碳材料的影响，并通过xrd、sem、tem、bet等测试手段对材料进行表征；

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   3. 研究计划与安排

   第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需药品、仪器。确定方案，完成开题报告；

   第3-7周：按研究方案开展实验，进行镍掺杂的酚醛泡沫的合成、，并结合实际情况进行优化和改进；

   第8-14周：进行镍掺杂的多孔碳材料的制备以及电化学性能测试；

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]黄晓斌, 张熊, 韦统振, 等. 超级电容器的发展及应用现状[j]. 电工电能新技术, 2017, 5(11): 63-70.

   [2]苏梦玲. 碳纳米材料在超级电容器中的应用研究进展 [j].河南工程学院学报(自然科学版), 2018, 30(02): 48-51.

   [3]黄慧姿, 张晓凡, 张敬然. 超级电容器及其电极材料的研究[j]. 现代盐化工, 2018, 45(05): 52-53.

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