超级电容器是介于传统电容器和电池之间的新型储能装置，具有大容量、高功率密度、强充放电能力、经济环保等突出优点。锂硫电池是以金属锂为负极，单质硫或硫基复合材料为正极的二次电池,具有能量密度高、成本低、环境友好等一系列优点，近年来得到突飞猛进的发展，已成为最有望商业化的下一代高能密度锂二次电池。超级电容器的电极材料主要有碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料三类，其中以碳材料最具吸引力和应用价值，它基于碳材料和电解液界面的“双电层”来存储能量。 影响超级电容性能的主要因素包括比表面积、孔径分布、电导率、表面官能团等，其中孔结构是影响性能的一个关键因素。活性炭价格低廉，比表面积大，几乎是目前市面上所有电化学双电层超级电容器产品的共同选择，但由于存在大量不可利用的微孔，其比电容和能量密度均比较小，且在大电流充放电情况下性能衰减严重。对于锂硫电池，因为硫单质电导率低且放电过程中易溶解流失，其性能提升的关键就是用一定孔隙率的碳材料（如多孔碳、碳纳米管以及石墨烯等）对硫进行固载。其中多孔碳材料具有高的比表面积和孔体积，可有效抑制多硫化物的溶解从而提高比容量和循环性能，但是其较多的结构缺陷降低了导电性，限制了倍率性能的提高。而碳纳米管和石墨烯等碳纳米材料因其高的导电能力可显著提高倍率性能，但其较低的孔隙率会导致硫和电解液的直接接触，使得循环过程中活性物质发生溶解而降低循环性能。因此，设计并合成兼具高导电性和多孔结构的新型碳基纳米材料对锂硫电池至关重要。在这类新材料的宏量制备技术、储能性能研究及原型器件研制方面开展工作，取得了新的进展：（1）设计安装了连续化制备碳基纳米笼的流动床反应装置，实现了碳基纳米笼的连续化宏量制备；（2）研制了以碳基纳米笼为电极材料、以离子液体为电解液的纽扣型超级电容器，提高了器件的功率密度和能量密度。相关成果已获得中国实用新型专利授权2 项（中国实用新型专利：ZL 2013 2 0106181.7; ZL 20132 0106185.5）。 本项目拟运用具有自主知识产权的制备先进碳基纳米笼的方法，在自主研发的“连续化制备碳基纳米笼的流动床反应装置”基础上，系统开展碳基纳米笼的可控宏量制备、成分与结构调控及其储能性质研究，优化出性能优异的碳基纳米笼新材料，并研制出先进的超级电容器及锂二次电池器件，推进具有自主知识产权的碳基纳米笼储能应用的产业化进程，为我国战略性新兴产业发展提供技术支撑与技术储备。