通过简单的化学活化过程使最常见的农作物废料转变成了活性炭(AC)。此外，使用活性炭作为阴极和市售的Li 4 Ti 5 O 12作为阳极制造高能量密度的锂离子电容器(LIC)。优化的LIC实现最大能量密度为79.6 W h kg -1，并且还能够提供4 kW kg -1的高功率密度，远远高于其他活性炭作为阴极的类似结构。此外，基于活性炭的LIC显示出巨大的循环性能，在2000次循环后保持85.2%的初始电容值。本研究为开发使用生物质前体碳质电极的高性能LIC提供了新的途径。这些结果使得活性炭成为未来能量储存应用的最有希望的候选者。

　　随着先进储能市场的蓬勃发展，提出了紧急需求，满足日益增长的应用需求，从便携式电子设备到不间断电源系统(UPS)和混合动力汽车(HEV)。超级电容器(也称为SC)和锂离子电池(LIB)目前被公认为将来应用的两种有希望的能量存储解决方案。在技​​术上，LIB的能量密度可达180 W h kg -1。尽管LIB具有低功率密度，但是它们已经在大多数功率性能达到能量特性的情况下找到了它们的位置。虽然超级电容器具有低能量密度(小于10W h kg -1)，但它可以提供更高的功率密度(约10kW kg -1)比电池。普遍认为，超级电容器将起到重要作用，如果不能完全替代，可以在储能领域补充电池。

　　容易批量生产的高性能电极材料是超级电容器被市场广泛接受的先决条件。在过去十年中，从活性炭到CNT的碳基材料已经被广泛研究用作用于电化学超级电容器中的电极材料。最近，使用低聚物盐作为前体制备活性炭来作为LIC的电极材料，许多其他研究人员通过采用不同种类的聚合物合成各种碳材料。然而，来自各种来源(包括生物质和有机聚合物)的大多数活性炭在非水电解质中表现出相对较低的容量(〜50mA hg -1)。然而，大多数来自聚合物的碳的研究涉及昂贵的聚合物，繁琐的过程通常对健康有害。实际上，这些低容量含碳材料几乎没有商业化的潜力。在本研究中，我们首先通过LIC应用的高温热解和活化的简单步骤展示了高容量的大表面积的活性炭。更具体地说，在市售的尖晶石相Li 4 Ti 5 O 12作为阳极的情况下，将用于LIC组装中的阴极的活性炭(AC)作为阳极，在未来的储能应用中具有竞争力。

　　使用电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)来确定活性炭的形态和结构。图1显示了活性炭的SEM和TEM图像。样品包括大密度的相互连接的微孔以及大孔。活性炭的N 2吸附-解吸等温线和孔径分布(PSD)如图2所示。显然，介孔/大孔可以促进质量传递，从而确保电容器的功率性能。此外，充足的微孔的存在可以有效地增加电荷储存的活性位点。发现从N 2吸附 - 解吸等温线获得的活性炭的BET比表面积为〜2646m 2 g -1，证实存在丰富的微孔。微孔体积为1.50cm 3 g -1，如从PSD的图确定的。基于活性炭的半电池性能，活性炭与LTO的优化质量比约为2 ：1。然而，在实验过程中，通过改变电极涂层的厚度间接控制质量负载。因此，用具有不同质量密度的材料准确地确定电极的质量负载是不切实际的。

　　活性炭的循环寿命对实际应用具有重要意义，因此，以2 A g -1的电流密度确定所得活性炭// LTO LIC的循环曲线。如图3所示，活性炭// LTO LIC在2000次循环后保持原值的85.2%。经过2251次循环，达到原值的79.01%。考虑到锂离子电池经常持续不到1000个循环，这些结果是可以忍受的。此外，可接受的衰减主要源自市售的Li 4 Ti 5 O 12的固有性质。这个问题可以通过诸如活性炭涂层的各种方法来缓解或将LTO与其他材料如石墨烯和碳纳米纤维集成。

　　综上所述，以活性炭为阴极，以商业Li 4 Ti 5 O 12为阳极构建高能密度LIC 。优化的LIC 在200 W kg -1下的最大能量密度为79.6 W h kg -1，远高于一般活性炭基配置和使用碳质材料作为阴极和LTO作为阳极的类似结构。基于活性炭的LIC还能够提供4 kW kg -1的高功率密度，这是锂离子充电电池的两倍(<2 kW kg -1)。本研究为开发高能量密度LIC的农业废弃物高表面积活性炭的开发提供了新的途径。此外，结果使活性炭成为未来能源储存应用的最有希望的候选者。