1. 研究目的与意义（文献综述）

随着石油等化石燃料的不断枯竭，全球经济的快速发展和能源结构的改变，伴随着严峻的环境污染问题，因而研发一种清洁、高效、可持续的能源存储与转换技术迫在眉睫。近年来，金属离子电池、超级电容器等能源存储器件因其相对较高的能量密度、功率密度和长循环寿命受到了研究者的广泛关注。作为储能系统的功率补偿器件，超级电容器具有优异的功率密度、可比较的能量密度和极长的使用寿命在电子器件、车载动力系统等有广泛的应用。然而其相对低的能量密度限制了超级电容器的进一步发展。

超级电容器主要分为双电层超级电容器和赝电容超级电容器。基于表面离子的吸脱附储能的双电层超级电容器具有高功率密度、近无限的循环寿命，主要以活性炭、石墨烯等碳基材料为电极。基于表面快速氧化还原反应的赝电容超级电容器具有相对较高的能量密度和功率密度以及优异的循环寿命，作为赝电容超级电容器的电极材料，过渡金属氧化物，硫化物等在一定电势下与电解质离子快速反应存储电荷。相对于过渡金属氧化物，过渡金属硫化物具有相对较高的能量密度和较好的电子导电性，有利于提高超级电容器的能量密度和倍率性能。另一方面，电解液的分解电压和电极活性材料反应电位限制了超级电容器电化学反应窗口的提高，根据能量密度计算公式：c=1/2c*v²，其中c为电容器电容量，v为电化学窗口，为提升超级电容器能量密度，需要进一步提升其电化学反应窗口。

2. 研究的基本内容与方案

1) 研究（设计）的基本内容

结合简单的湿化学水热的方法设计构筑zno纳米线结构，研究其化学组成、物相、结构，探究其微晶生长机理和过程；并设计构筑制备模板剂氧化锌纳米线。基于zno纳米线为模板剂的碳基电极材料，组装超级电容器，采用循环伏安、恒流/恒压充放电等方法研究基于zno纳米线结构的超级电容器充放电容量、大电流充放电性能、循环稳定性等本征特性，揭示基于该电极材料的超级电容器储能机理，并能够对其电化学性能进行提升。

2) 研究（设计）的目标

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅相关文献，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，完成开题报告；

第5-8周：按照设计方案，制备zno纳米线，三维多孔碳结构；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] parker j f, chervin c n, pala i r, et al. rechargeable nickel-3dzinc batteries: an energy-dense, safer alternative to lithium-ion [j]. science,2017, 356(6336): 415-418.

[2] taberna p l, mitra s, poizot p, et al. highrate capabilities fe₃o₄-based cu nano-architectured electrodesfor lithium-ion battery applications [j]. nature materials, 2006, 5(7): 567-573.

[3] lam d v, jo k, kim ch, et al. activated carbon textile via chemistry of metal extraction forsupercapacitors [j]. acs nano, 2016, 10(12):11351-11359.