张 牧 周启航

（云南师范大学太阳能研究所,云南 昆明 650092）

提高能源利用的效率是当今社会发展的首要要求[1]，高效储能设备在这样的大环境下应运而生。超级电容器具有功率密度高、充放电效率高、循环寿命长等优点，有着巨大的应用价值和发展潜力[2-4]。然而目前商业化超级电容器的能量密度较低，碳材料作为广为应用的电极材料，有效提升其比容量是提高超级电容器能量密度的关键。

碳材料具有来源广泛、绿色环保、导电性好、化学惰性、结构可控以及表面功能多样化等诸多优点，在储能领域表现出巨大的应用潜力。同时，碳材料也存在着比容量较低、电极稳定性差、材料易团聚等缺点。碳材料的比容量主要受到其孔径分布的影响，但同时多孔结构的存在会影响材料的导电性，从而降低其比容量。因此，明确碳材料结构与性能之间的关系并合理进行优化对于制备高性能电极材料十分重要。

1 碳材料结构与性能的关系

1.1 晶体结构

碳材料由六边形碳环和无定形碳共同组成，碳环彼此连接形成类石墨微晶结构。电子在垂直于碳层方向传输不利，而在平行片层方向能够快速传输，石墨片层间距对碳材料的电容性能也存在着一定影响。Oh等（2014）合成氧化石墨烯之后尝试增加了石墨烯的层间距，通过调节层间距提高了材料的电化学性能[5]。显然，层间距与电解质水和离子半径相契合时，对于提升双电层比容量是有利的。Zhou等（2015）经过拉曼谱图的比对，阐明了结构缺陷对于功能化碳微球的比容量提高是有利的[6]。……