随着便携式电子设备的更新换代和新能源电动汽车的上市，人们对可再生、绿色能源的需求正在逐渐增加。具有性能高、成本低、环境友好型的储能设备的研究已经明显地增加^[1]。近年来，我国出台多项支持储能发展的政策，储能行业的发展受到了高度的重视。超级电容器作为储能装置之一，具有充电速率快、功率密度高、循环寿命长的特点，在当今储能领域有着明朗的发展前景^[2]。

早在1879年，德国人Helmholtz从当时的物理学概念出发, 首先提出了双电层的平板电容器模型^[3]。NEC公司在1979年开始生产超级电容器，开始电化学电容器的大规模商业应用^[4]。超级电容器具有比传统电池更快的充电速率和更高的功率密度以及更长的循环寿命，如今基于超级电容器的储能系统的开发与利用已经作为能源研究方面的一个重要选择^[5]。近年来随着电子设备的广泛使用，超级电容器正在得到越来越广泛的应用。

在储能机理方面上，超级电容器可分为双电层电容器和法拉第赝电容器。其中双电层电容器是通过在电极表面上形成双电层来储存和释放能量的^[6]。传统电容器因受限于电荷储存面积和电极之间距离而导致其能量密度较低，双电层电容器则以更高的比表面积和更薄的电介质而在电荷储存性能方面得到大幅度提升^[7]。双电层电容器的电极材料主要有活性炭、碳纳米管、活性炭纤维、碳气凝胶和石墨烯等碳基材料^[8]。众所周知，双电层电容器的高性能碳电极很大程度上取决于碳基材料的高比表面积和有利于离子迁移的多孔结构^[9]。其中活性炭以比表面积大、孔径分布良好、价格低廉、性能稳定等特点而广泛用于超级电容的电极材料^[10]。

然而，目前活性炭材料主要为各种高比面积的微孔炭，微孔太小不利于电解质离子的渗透^[11]，在大电流密度下微孔炭存在容量衰减、功率降低等问题^[12]。所以，制备高电容性能的电极材料，必须首先优化活性炭的孔结构，尤其需要增加活性炭的中孔率，这样不仅保持高的比表面积，还有利于离子迁移，由此可以增加活性炭的比表面积利用率，从而提高活性炭的比电容^[13]。

基于上述分析，本课题将制备三聚氰胺/酚醛泡沫，在不同温度下对泡沫进行碳化，通过碳化温度和方式调节活性炭的孔结构。并采用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等电化学测试方法对这些电极材料进行电容性能检测，探究不同碳化温度和方式对活性炭电容性能的影响，从而得到一种高比电容、高稳定性的超级电容器电极材料^[14、15]。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

1. 探索三聚氰胺/酚醛泡沫材料的制备；
2. 探索碳化温度和方式对三聚氰胺/酚醛泡沫电容性能的影响；
3. 利用相关电化学方法研究三聚氰胺/酚醛泡沫的电容性能。

本课题的研究（设计）的基本内容：

1. 制备三聚氰胺/酚醛泡沫，并通过高温碳化制备多孔碳材料；

2. 采用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等电化学测试方法对多孔碳材料电容性能进行评估，探讨碳化温度和方式对多孔碳材料的影响。

拟采用的技术方案及措施：