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超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件，有多种重要用途，碳纳米管具有独特的交织网状中空管腔结构、电化学可接近的高比表面积、好的导电性和化学稳定性等优点，被认为是超级电容器的理想电极材料。
本论文研究了化学气相沉积法制备的多壁碳纳米管及其复合物在超级电容器中的应用，获得了以下主要成果：
1.发现碳纳米管的比电容量与其直径在3 nm以上的孔所贡献的比表面积之间存在近似线性关系，对应的容量约为11μF·cm-2。
2.LiNi0.8Co0.2O2有好的放电电容特性，LiNi0.8Co0.2O2/碳纳米管复合物电容器在0.5mA·cm-2电流密度下的比电容量和能量密度分别为271.6 F·g-1和339.5Wh·kg-1。作为导电剂，碳纳米管优于乙炔黑，不同的碳纳米管有不同的电化学性能。
3.纳米晶锰氧化物提高了碳纳米管的性能，以二者的复合物和碳纳米管组成的混合电容器在10 mA·cm-2电流密度下的能量密度为32.91 Wh·kg-1，优于报道的活性炭/锰氧化物混合电容器结果。
4.比较了碳纳米管、气相生长碳纤维和乙炔黑等导电剂对活性炭电化学性能的影响，优化了影响碳纳米管性能的各种因素，包括含量、管径、长短和修饰等，获得了性能优异的活性炭/碳纳米管复合电极。
5.开发了先高温成型后低温除碳制备Li4Ti5O12的合成工艺，通过控制第二步的焙烧温度和时间能有效的调节Li4Ti5O12中的碳含量及其粒径大小。电流从1.0 mA降低到0.2 mA时，加入6wt.％碳纳米管的Li4Ti5O12的可逆比电容量从128 mAh·g-1增加至160 mAh·g-1。
6.以碳纳米管分别与活性炭和Li4Ti5O12的复合电极组成的混合电容器有好的容量特性和循环稳定性，循环400次后，5C倍率的可逆比电容量仍能保持1C倍率初始容量的79.5％，达129.1 mAh·g-1。