基于多孔碳纳米片的超级电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开基于多孔碳纳米片的超级电容器及其制备方法。电容器包括至少两层中间设有隔膜的多孔碳纳米电极片。其制备方法包括：(10)微波膨化碳化、(20)氨气气氛活化、(30)功能化多孔碳纳米片的提纯、(40)电极片制备、(50)超级电容器组装：相邻两层多孔碳纳米电极片之间均设一层隔膜，组装成型后，用电解液浸润，得到超级电容器。本发明专利技术的基于多孔碳纳米片的超级电容器，能量密度高、功率密度高。

Supercapacitor based on porous carbon nanoscale and its preparation method

The invention discloses a supercapacitor based on porous carbon nanoscale and a preparation method of the supercapacitor. The capacitor includes porous carbon nanometers with at least two layers of diaphragm in the middle. The preparation method comprises the following steps: (10) microwave puffing, carbide (20) ammonia atmosphere activation, (30) functional porous carbon nanosheet purification, (40) electrode preparation, (50): super capacitor assembly between two adjacent layers of porous carbon nano electrode plate is provided with a layer of membrane group installed after molding, using electrolyte infiltration, get super capacitor. The supercapacitor based on the porous carbon nanoscale is high in energy density and high in power density.

【技术实现步骤摘要】
基于多孔碳纳米片的超级电容器及其制备方法
本专利技术属于储能器件
，特别是一种基于多孔碳纳米片的超级电容器及其制备方法。
技术介绍
双电层电容器(EDLCs)或超级电容器，被认为是一种新型的能量储存设备，因其超高的比功率密度、良好的稳定性和长循环寿命，引起了人们极大的关注(Science2015,350,1508-1513)。然而，相比于商业化的锂离子电池(能量密度约为180Whkg-1)，超级电容器目前仍然受限于较低的能量密度(一般低于8Whkg-1)，这极大的限制了其作为主要动力电源的应用前景。目前，众多碳衍生的纳米材料例如多孔炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、碳气凝胶以及介孔碳等，已经作为电极材料在超级电容器中广泛应用。已有研究表明，碳材料的比表面积、表面微观结构、化学组成等对超级电容器电化学性能是至关重要的(J.Am.Chem.Soc.2015,137,219-225)。特别是，纳米孔的可控尺寸和几何形状已经成为人们关注的焦点，因为纳米孔结构对碳基材料的功率密度和能量密度有很大的影响。到目前为止，已对优化微结构进行了大量的研究，包括高温氯化碳质材料(ACSNano2015,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多孔碳纳米片的超级电容器，其特征在于：包括至少两层多孔碳纳米电极片，相邻多孔碳纳米电极片之间设有隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种基于多孔碳纳米片的超级电容器，其特征在于：包括至少两层多孔碳纳米电极片，相邻多孔碳纳米电极片之间设有隔膜。2.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于：所述多孔碳纳米电极片由富含淀粉的颗粒状前驱体经微波加热，通过膨化碳化得到多孔碳纳米片、再用氨气气氛活化得到高比表面积和N掺杂的功能化多孔碳纳米片。3.根据权利要求2所述的超级电容器，其特征在于：所述氨气气氛活化过程中，加入活化剂研磨混合以增加多孔碳纳米片比表面积和N掺杂。4.一种如权利要求1所述超级电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(10)微波膨化碳化：将烘干的富含淀粉的颗粒状前驱体微波加热5～40分钟，膨化碳化得到多孔碳纳米片；(20)氨气气氛活化：将多孔碳纳米片在氨气气氛下碳化活化，得到高比例N掺杂的功能化多孔碳纳米片；(30)功能化多孔碳纳米片的提纯：将上述功能化多孔碳纳米片研磨，洗涤，干燥，得到高品质的具有超高比表面积功能化多孔碳纳米片；(40)电极片制备：将上述多孔碳纳米片与导电炭黑、粘结剂加蒸馏水充分混合搅拌制成浆料，反复揉压浆料以得到薄片状电极材料；然后将上述薄片状电极材料放在相应大小的集流体上，冷压后置于120℃下烘干，得到超级电容器电极片；(50)超级电容器组装：相邻两层多孔碳纳米电极片之间均设一层隔膜，组装成型后，用电解液浸润，得到超级电容器。5.根据权利要求4所述的超级电容器的制备方法，其特征在于：所述颗粒状前驱体为玉米、大米、小米、青稞、糯米、高粱米、...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯建华，蒋坤，沈明，代滇，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32