文献综述

1.引言

能源与环境是本世纪人类面临的两大严峻问题，一方面，人类与日俱增的能源需求和日益紧缺的能源供应之间矛盾严重；另一方面，人类过度使用化石能源造成的环境污染和气候异常正威胁着我们赖以生存的家园。因此，开发清洁和可再生能源是影响未来世界经济关键技术领域之一。其中，锂离子电池以其高的能量和功率密度、高工作电压、长循环寿轻型高能动力电池的首选。^【1】

锂离子电池作为储能设备，其比容量，倍率性能和循环寿命等性能与它们所采用的电极材料、结构与形貌密切相关。^【2,3】而传统的锂离子电池一般采用钴酸锂作为正极材料，石墨作为负极材料 ，使用该类材料的电池的电流大放电能力较弱，无法满足要求。之后，各种碳基纳米材料包括碳纳米管，活性炭，碳纤维被采用来构建薄且柔性的电极。但是，碳基材料在作为锂离子电池的电极材料时，仍然存在许多问题，如相比其它材料比容量较低(372 mA h g^-1)，安全性能，循环性能还不理想等等。为了提高能力，我们开始通过化学活性成分（KOH）处理使碳纸具有多孔特性结构，这些可以容纳体积变化，利于电解质渗透的多孔特性结构可以为锂离子和电子提供更短的传输距离同时也可以增加其表面积，从而提高提高容量和循环性能。

2.KOH活化碳基的机理和前景

2.1KOH活化的机理

虽然KOH活化是一种众所周知的方法来生成碳孔隙网，但是活化机理并没有被完全认懂，这是因为实验参数和反应前体中各种复杂的变量。一般看来，碳和KOH的反应开始是固相与固相的反应；然后才是通过固液相反应，其中包括钾（K）化合物的还原而形成金属K，碳被氧化为碳氧化物和碳酸盐以及作为其他各种反应活性中间体，一些主要的反应过程列于下面。^【2-4】

2KOH→K₂O H₂O (1)

C H₂O→CO H₂ (2)

CO H₂O→CO₂ H₂ (3)