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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着人类社会的进步与发展，人们对能源的需求日益增长，预计2040年前能源需求将增长65%。而化石能源在全球的储量下降和长期使用化石能源所带来的环境污染等问题都是我们目前迫切需要解决的问题。因此，发展能源转化效率高、环境友好型的新型储能设备成了重要的研究方向之一。目前，太阳能、风能和潮汐能等清洁可再生能源的开发和利用已经取得了一系列的成果，然而这些技术面临的最大挑战源于该类能源的供给模式大多为间歇性的，并且受到自然环境的严重制约，存在着区域分配不平衡等问题，其存储利用亟需储能技术的发展。因而，开发高效、稳定和环境友好的能源存储装置对于促进可再生能源的有效利用至关重要。近年来，利用电化学原理发展的能量存储装置备受关注，如燃料电池、锂电池和超级电容器等。其中，超级电容器凭借其循环稳定性好和经济环保等优点在众多领域中得到了迅速的发展。
超级电容器是一种介于传统电容器与二次电池之间的新型能源储能设备。与传统电容器相比，其具有较高的比电容和比能量、较宽的工作温度范围和更长的循环使用寿命，其能量密度是传统电容器的10～100倍；与锂电池相比，其具有较高的比功率，即可在较短时间内释放出极大的电流，并且具有较快的充电速度、较高的充电效率、较长的循环使用寿命和对环境污染小等优点。但是，目前研制出的超级电容器的能量密度（10~20 wh/kg）远远低于常规蓄电池（100~150 wh/kg），一般只有蓄电池的10%~20%，这使超级电容器在实际应用中受到了很大的限制。所以，新型高性能超级电容器的研制，在保持其优秀功率密度与循环稳定性的前提下，能量密度的提升是重点突破对象。
超级电容器由电极、隔膜、电解液、集流体和壳体组成，除壳体外的每个组成部分都参与到超级电容器的储能过程，而超级电容器的电化学性能主要是由电极材料决定的，因此，提高超级电容器储电性能的关键是开发性能优异的电极材料。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：（1）褐煤预处理：将褐煤分别与一定浓度的硝酸、氢氟酸混合搅拌一定时间后抽滤、烘干，除去褐煤中存在的多种杂质离子。（2）利用koh活化和高温热处理得到褐煤基活性炭(lac)。（3）制备多孔碳复合材料：先分别对lac和cmk-3进行改性，然后采用浸渍法制备氧化锰/复合材料。研究氧化锰的含量、尺寸、分散性等对多孔碳复合材料的结构和电化学性能的影响。（4）制备电极：按活性材料：导电剂：粘结剂质量比为8:1:1称取相应质量的复合材料、乙炔黑加入玛瑙研钵中，加入适量异丙醇研磨，然后逐滴加入10%聚四氟乙烯分散液，研磨制备成电极。
材料表征：利用xrd、sem、tem、n2吸脱附分析等表征样品物相、结构、元素分布、比表面积、孔径等。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。整理资料，在任务书的基础上，明确研究内容，设计研究方案，确定实验技术路线，了解研究所需原料、仪器和设备，了解相关的结构和性能的测试方法；并完成开题报告。
第4－8周：按照设计方案，完成多孔碳复合材料的制备与结构表征。
第9－11周：测试并分析样品的电化学性能。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] mombeshora e t, nyamori v o. a review on the use of carbon nanostructured materials in electrochemical capacitors[j]. international journal of energy research, 2015, 39(15): 1955-1980.
[2] zhi m, yang f, meng f, et al. effects of pore structure on performance of an activated-carbon supercapacitor electrode recycled from scrap waste tires[j]. acs sustainable chemistry engineering, 2014, 2(7): 1592-1598.
[3] xing b, cao j, wang y, et al. preparation of lignite-based activated carbon with high specific capacitance for electrochemical capacitors[j]. functional materials letters, 2015, 8(04): 1550031.
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