一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，将石油焦与氢氧化钾高温活化处理得到活性炭；活性炭经过气流磨分级，得到粒度为5‑20μm的活性炭；加入石墨坩埚中，进行高温处理，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭；与现有技术相比，本发明专利技术产品活性炭中高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭，该方法工艺简单可获得高纯度活性炭，一方面提高其导电性；另一方面提高材料碳含量，其应用在超级电容器中，进而降低超级电容器的电极材料内阻，提高其大功率放电的倍率性能和循环寿命。

Method for improving conductivity by using activated carbon based on purifying petroleum coke based super capacitor

The invention relates to a method for purification of petroleum coke based super capacitor method to improve conductivity of activated carbon based on the petroleum coke at high temperature and KOH activation treatment to obtain active carbon; activated carbon flow through grinding particle size of activated carbon, get 5 20 mu m; adding graphite crucible, heat treatment, metal impurities high boiling point is gasified discharged, finally get the high purity of activated carbon; compared with the prior art, the metal impurities of high boiling products of activated carbon in the invention is gasified discharged, finally get the high purity of activated carbon, the process is simple with high purity can be produced by activated carbon, improving the conductivity of the one hand; on the other hand to improve the material the content of carbon, its application in supercapacitor electrode materials, thereby reducing the internal resistance of the super capacitor, improve the rate performance and cycle life of the high power discharge.

【技术实现步骤摘要】
一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法
本专利技术涉及材料科学及电化学
，尤其涉及一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法。
技术介绍
超级电容器是一种新型储能装置，在很多应用领域具有巨大的应用前景主要基于其充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等优点。活性炭材料因其超高的比表面积，可控的孔隙结构以及丰富的原料，稳定的化学性能，使其成为目前最具产业化前景的超级电容器用电极材料。然而，目前由于传统的活性炭材料中含有许多金属杂质，从而限制活性炭在更多领域的应用，同时传统的活性炭纯度影响在导电领域的应用，因此不能满足对现在超级电容器的储能要求，形成了产业瓶颈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，它包括以下步骤；A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：(3-5)混合，并以5-10℃/min升温速率，升温至700-800℃保温，最后酸洗至中性并干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为5-20μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以20-50℃/min升温速率，升温至1500-1800℃并保温；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以20-50℃/min升温速率，升温至2000-2300℃并保温，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步,在步骤A中，所述石油焦与氢氧化钾的质量比为1:3。进一步,在步骤A中，所述升温速率为5℃/min。进一步,在步骤A中，所述升温温度为760℃。进一步,在步骤A中，所述保温时间为1-5h。进一步,在步骤A中，所述酸洗为喷射酸洗法，所述酸为盐酸或硫酸，所述干燥温度为100-200℃。进一步,在步骤C中，所述保温时间为1-5h。进一步,在步骤D中，所述保温时间为1-5h：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术涉及一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，通过高温条件下处理，活性炭中高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭，该方法工艺简单，可获得高纯度活性炭，一方面提高其导电性；另一方面提高材料碳含量，其应用在超级电容器中，进而降低超级电容器的电极材料内阻，提高其大功率放电的倍率性能和循环寿命。附图说明图1为本专利技术方法活性炭产品对比孔径变化曲线；图2为本专利技术方法活性炭产品对比恒电流充放电曲线；图3为本专利技术方法活性炭产品对比循环伏安曲线；图4为本专利技术方法活性炭产品对比交流阻抗曲线。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示为本专利技术步骤A中制得的活性炭与实施例1、实施例2、实施例3、实施例5、实施例6通过本专利技术方法处理步骤A所得到的活性炭的孔径变化曲线；图2为本专利技术步骤A中制得的活性炭与实施例1、实施例5、实施例6通过本专利技术方法处理步骤A所得到的活性炭的恒电流充放电曲线；图3为本专利技术步骤A中制得的活性炭与实施例1、实施例5、实施例6通过本专利技术方法处理步骤A所得到的活性炭的循环伏安曲线；图4为本专利技术步骤A中制得的活性炭与实施例1、实施例5、实施例6通过本专利技术方法处理步骤A所得到的活性炭的交流阻抗曲线。实施例1A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：3混合，并以5℃/min升温速率，升温至700℃保温1h，最后通过盐酸喷射酸洗至中性并在100℃条件下干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为5的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以20℃/min升温速率，升温至1500℃并保温1h；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以20℃/min升温速率，升温至2300℃并保温1h，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。实施例2A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：3.2混合，并以6℃/min升温速率，升温至740℃保温2h，最后通过盐酸喷射酸洗至中性并在120℃条件下干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为10μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以25℃/min升温速率，升温至1600℃并保温2h；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以25℃/min升温速率，升温至2000℃并保温2h，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。实施例3A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：3.5混合，并以7℃/min升温速率，升温至760℃保温3h，最后通过盐酸喷射酸洗至中性并在140℃条件下干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为15μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以30℃/min升温速率，升温至1700℃并保温4h；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以40℃/min升温速率，升温至2100℃并保温3h，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。实施例4A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：4混合，并以8℃/min升温速率，升温至780℃保温4h，最后通过硫酸喷射酸洗至中性并在180℃条件下干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为16μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以42℃/min升温速率，升温至1720℃并保温4.2h；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以42℃/min升温速率，升温至2200℃并保温4.5h，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。实施例5A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：4.8混合，并以9℃/min升温速率，升温至790℃保温4.8h，最后通过硫酸喷射酸洗至中性并在190℃条件下干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为18μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以48℃/min升温速率，升温至1780℃并保温4.6h；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以48℃/min升温速率，升温至2280℃并保温4.8h，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。实施例6A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：5混合，并以10℃/min升温速率，升温至800℃保温5h，最后通过硫酸喷射酸洗至中性并在200℃条件下干燥得到活性炭；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，其特征在于，它包括以下步骤；A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：(3‑5)混合，并以5‑10℃/min升温速率，升温至700‑800℃保温，最后酸洗至中性并干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为5‑20μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以20‑50℃/min升温速率，升温至1500‑1800℃并保温；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以20‑50℃/min升温速率，升温至2000‑2300℃并保温，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，其特征在于，它包括以下步骤；A、活性炭制备将石油焦与氢氧化钾按质量比1：(3-5)混合，并以5-10℃/min升温速率，升温至700-800℃保温，最后酸洗至中性并干燥得到活性炭；B、造粒将步骤A得到的活性炭通过气流磨分级，得到粒度为5-20μm的活性炭；C、第一阶段升温处理将步骤B中得到的活性炭加入石墨坩埚中，然后置于高温石墨化炉中，在惰性气体气氛中，以20-50℃/min升温速率，升温至1500-1800℃并保温；D、第二阶段升温处理将步骤C中经过第一阶段升温处理的活性炭继续以20-50℃/min升温速率，升温至2000-2300℃并保温，在高温条件下，高沸点的金属杂质被气化排出，最终得到高纯度活性炭。2.根据权利要求1所述的一种基于纯化石油焦基超级电容器用活性炭提高导电性的方法，其特征在于,在步骤A中，所述石油焦与氢氧化钾的质量比为1:3。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：东红，刘振雷，王岩，赵炳国，徐伟，
申请(专利权)人：北京方大炭素科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11