近幾十年來(lái)，眾多學(xué)者致力于電能存儲(chǔ)裝置的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究。對(duì)于以循環(huán)壽命及功率密度見(jiàn)長(zhǎng)的電容器研發(fā)及利用，經(jīng)歷了由20世紀(jì)70年代推出的僅具有數(shù)法拉容量的雙電層電容器向電化學(xué)電容器(靜電或法拉第電能存儲(chǔ)過(guò)程)的重大轉(zhuǎn)變。其中，新型的雙電層電容器多以高比表面積的多孔碳材料做電極，充電時(shí)電極/溶液界面處的電容值約為16~50 μF/cm2，電極電容達(dá)10~100 F/g[1]。具有贗電容活性的材料氧化態(tài)發(fā)生變化，能量?jī)?chǔ)存靠電子遷移完成，一般而言，電極電容是同重量或體積的碳雙電層電容的10~100倍。 比表面積，孔徑大小及分布、石墨微晶取向、表面官能團(tuán)的種類及含量等特性都會(huì)影響碳材料在雙電層電容器領(lǐng)域的應(yīng)用[2]?；钚蕴坑捎诰哂型怀龅谋缺砻娣e(1000~2000 m2/g)，在雙電層碳電極中備受青睞，但過(guò)小的孔徑(<0.5nm)對(duì)溶劑離子的吸附和對(duì)雙電層電容的貢獻(xiàn)極為有限。具有特殊孔結(jié)構(gòu)、均一孔徑的介孔碳材料則一定程度上能提高碳電極的倍率性能[3]。碳納米管具有獨(dú)特的金屬或半導(dǎo)體導(dǎo)電性，獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu)和交互纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，常用作添加劑改善電極性能[4]。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性和可觀的理論比表面積(2600 m2/g)，其片層結(jié)構(gòu)的排列方式和團(tuán)聚狀態(tài)是影響其電容儲(chǔ)能應(yīng)用的重要因素，將石墨烯或其衍生物用于電容器電極及如何克服石墨烯片層間范德華力，提高比表面積利用率的報(bào)道層出不窮[5, 6]。通過(guò)綠色化學(xué)路徑，由葡萄糖經(jīng)水熱反應(yīng)可制備碳球，碳球單獨(dú)用于電化學(xué)性能測(cè)試的報(bào)道較少，Yang和Lei[7, 8]等報(bào)道了利用碳球表面官能團(tuán)錨定電活性金屬納米顆粒或作為石墨烯片層結(jié)構(gòu)的空間阻隔劑構(gòu)造特殊的三維結(jié)構(gòu)應(yīng)用于催化或電化學(xué)領(lǐng)域。 贗電容材料通常指可發(fā)生法拉第氧化還原的金屬氧化物、氫氧化物或?qū)щ姼叻肿?，如RuO2，IrO2，Co3O4，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩等。其中，無(wú)定型RuO2能達(dá)到高比容量(650 F/g，1300 F/cm3)[9]，但倍率性能通常不如人意，本課題組前期對(duì)RuO2/石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行了探究[10]，現(xiàn)考慮引入其它顆?；蚬軤畹奶疾牧现苽淙獜?fù)合材料，構(gòu)造三維離子、質(zhì)子快速傳遞通道，提高復(fù)合材料的綜合電化學(xué)性能。 本文主要研究了活性炭(AC)、介孔碳(CMK)、碳納米管(CNT)和碳微球(CS)四類碳材料對(duì)石墨