能源和环境问题近年来越发严重,为了减少汽油使用和污染物排放各国政府都在大力发展新能源汽车。超级电容器由于其安全性高,循环寿命长,对环境污染小被广泛应用在新能源领域,特别是电动客车、起重机等一些大功率应用领域。本文利用海南特色资源椰子,制备了椰壳基活性炭以椰肉基多孔炭,并研究了其在超级电容器中的应用。首先,以椰壳为原料通过低温碳化和KOH活化制备了表面积达3512.83 m2g-1的椰壳活性炭AC-4,孔体积达到了 2.11 cm3 g-1,其中含有39.3%的介孔,大量的介孔可以促进电解液离子的快速迁移,有利于提高功率密度;表面的含氧官能团很好的改善了其对电解液的浸润性,提高了离子可接触表面,非常适合应用在超级电容器中。AC-4电极在水性电解液和中表现出325 F g-1的高比容量,能量密度最高达到11.28Whkg-1,同时具有突出的倍率性能和优良循环稳定性。为了提高能量密度,本课题选取了电压窗口更宽的离子液体作为电解液,在0.1 A g-1时比电容达到198 F g-1;当功率密度高达74.2 kW kg-1时,仍具有46.6 Wh kg-1高能量密度。研究结果表明,通过简单的方法制备方法,得到的椰壳基活性炭具有优异的电容性能,有望用于功率型的超级电容器储能装置。为了进一步提高超级电容器的能量密度,本课题利用制备的椰肉基多孔炭和Si/C复合材料组成了锂离子型混合超级电容器。研究了负极预嵌锂程度对混合超级电容器比容量、循环性能以及倍率性能的影响,确定了预嵌锂程度为100%时性能最优。电化学测试结果表明,正负极质量比为1:1,负极预嵌锂为100%时,恒流充放电比容量在0.1 Ag-1时,容量最高达到70.7 mAhg-1,在50 Ag-1时比容量仍高达37mAh g-1,倍率容量保持为52.3%。在能量密度和功率密度关系图中可以观察到,其能量密度最高达到224 Wh kg-1,当功率密度升高到68.9 kW kg-1时,能量密度仍有102 Wh kg-1,性能非常优异。相比离子液体基双电层超级电容器能量密度提升一倍多,这使得锂离子型混合超级电容器可以在更多领域发挥作用,有希望在某些领域替代锂电池。