高比表面积碳材料双电层电容的限制因素

项目名称： 高比表面积碳材料双电层电容的限制因素

项目编号： No.21373197

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 季恒星

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 提高碳材料的比表面积是提升双电层电容器能量密度的重要手段，然而，与此同时单位面积双电层电容的降低导致电容器能量密度无法有效提高，从而限制了双电层电容器的应用领域。因此，深入理解限制高比表面积碳材料双电层电容的关键因素，是进一步优化设计碳材料提高双电层电容器能量密度的关键。然而由于碳材料结构、形态多样，导致采用常规的粉末材料进行研究相对困难。申请人在单层石墨烯晶体薄膜研究和碳材料电化学性能优化的基础上，在此提出：碳材料比表面积的提高所引发的电子结构的改变会极大地影响单位面积双电层电容的大小。申请人拟将以单层石墨烯晶体薄膜为研究对象，以获得具有结构简单、比表面积和电子结构（电子态密度、载流子浓度）可控的碳电极，克服对粉末材料测量中所存在的不确定因素，探索碳材料电子结构对双电层电容的影响，为设计制备碳电极材料开拓新的思路。

中文关键词： 双电层电容；量子电容；石墨烯；电子结构；掺杂与缺陷

英文摘要： Specific surface area of carbon material is a key factor for improving the energy density of a electric-double layer capacitor (EDLC). However, the area normalized capacitance decreases with the increase of specific surface area, yielding a smaller capaci

英文关键词： electrical double-layer capacitance；quantum capacitance；graphene；electronic structure；dopant and defect