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超级电容器是一种新型的高功率储能器件,与电池相比,具有更大的功率密度,更为优异的可逆性以及更长的循环寿命;相比传统的静电电容器,具有更高的能量密度,超级电容器可在短时间内释放出特大的电流密度。但是超级电容器的能量密度与传统电池以及锂离子电池相比是相对较低的,能量密度的提高可以通过两个方面来实现:一是提高电极材料的比电容,二是提高电容器的工作电压。在这一思路的基础上,本论文制备了含有大量的杂元素且具有多级孔结构的碳材料。论文选择了含有大量N、P、O等杂原子的聚芳氧基聚膦腈为碳前躯体,以SiO2为模板剂制备了含有丰富孔结构的碳材料,并对其进行SEM、XRD、XPS、Raman、氮气吸附脱附表征以及电化学性能的测试,具体的实验内容如下:(1)调控纳米SiO2加入的质量比来调整碳材料中孔的数量以及孔径的分布情况。经实验分析,随着SiO2质量比的增加,材料的比电容整体呈现先增加后减少的趋势,SiO2添加量从0到5份比电容快速上升,当添加量为5份时比电容最高为435 F/g,当添加量为5-20份时,比电容值维持在一个较高的水平,但是随着添加量的继续增加,比电容值开始下降。SiO2添加明显可以增加碳材料的介孔和丰富多级孔结构。(2)针对电化学性能较为优异的SPC/5和SPC/20两个样品来优化多孔碳材料的制备工艺。通过对碳化温度和活化温度的研究,含有20份SiO2的聚芳氧基磷腈经过600 ℃碳化和600℃活化得到的多孔碳材料的比表面积最大,可达到3132m2g-1,并且该样品在三电极体系和二电极体系下的比电容在0.5 A/g的电流密度下分别为482 F/g和261 F/g。(3)在此实验的基础上探索了 PDPP的四氢呋喃溶液中原位制备SiO2,并研究合成条件的变化对制备的碳材料性能的影响,制备出了电化学性能较为优异的多孔碳材料。