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电化学储能装置是一种比较理想的储能装置,超级电容器是一种新兴的电化学储能器件,具有高功率密度、长的使用寿命和安全可靠的特点,使其拥有巨大的应用前景。活性炭材料是目前超级电容器首选的电极材料,也是超级电容器应用过程中商业化最为成功的电极材料,其中生物质基活性炭已经开始应用于市场。本论文以投入市场前已经进行过物理活化的商用椰壳活性炭为原料,通过使用碱液浸渍法(AI)、碱炭物理掺混法(APB)或浸渍和物理掺混相结合的活化方法制备深度活化椰壳活性炭。(1)二次活化:通过AI、APB的处理方法得到样品;(2)三次活化:使用AI-AI、AI-APB、APB-AI和APB-APB的处理方法获得样品。通过比表面积孔径分析仪、傅里叶红外光谱分析仪、恒流充放电分析、循环伏安曲线分析和交流阻抗分析等测试手段对样品进行表征,分析浸渍浓度、碱炭掺混比、活化时间和活化温度等工艺条件对椰壳活性炭微观结构与化学组成以及电化学性能的影响。二次活化结果表明:与APB相比较,AI法制备椰壳活性炭可以减少KOH的用量,降低对活化过程中设备的腐蚀,同时能够提高活化剂效率。三电极体系下,浸渍浓度为14 mol/L、活化时间为60 min和活化温度为800 ~oC(ACJK-c14)时制备的活性炭作为电极材料其电性能最佳,在1 A/g的电流密度下比电容高达234 F/g,与原始的椰壳活性炭(比表面积750.2 cm~2/g)作为电极材料的比电容(1A/g的电流密度下为140 F/g)相比较,高出94 F/g。ACJK-c14的比表面积为1500cm~2/g,总孔容为0.716 cm~3/g,平均孔径为1.91 nm。APB法的最佳碱炭比为3:2,活化温度的最佳条件为800 ~oC,活化时间的最佳条件为60 min,比电容量最大为241 F/g。APB法制备出的样品整体的比电容稍高于AI法制备出的样品,但是所耗费的KOH的含量却高出许多,因此AI法的活化效率更优越。三次活化结果表明:大部分活化后的椰壳活性炭比表面积和电化学性能都得到提升,少数样品相比二次活化电化学性能降低。在所有的三次活化实验中,使用APB-AI法(APB的条件是:碱炭比为3:2,活化时间为60 min,活化温度为800 ~oC;AI的条件是:浸渍浓度为8 mol/L,活化时间为60 min,活化温度为800~oC)处理的椰壳活性炭作为电极材料,其比电容在1 A/g的电流密度下能够达到367 F/g,比表面积高达2688 cm~2/g。对其进行循环性能测试,循环5000次后仍然保持91%的比电容值。深度活化后的活性炭样品以微孔为主、比表面积和其作为电极材料的比电容量得到较大幅度的提升。本论文有图68幅,表35个,参考文献82篇。