基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用技术

本发明专利技术公开了一种基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用，所述方法直接以化学活化得到的高比表面积多孔炭（>2000 m2/g）为原料，通过简单的机械球磨处理，在降低多孔碳宏观颗粒尺寸的同时，能够实现多孔碳内微观碳微晶结构及孔隙结构的深度裁剪与重组，从而消除多孔碳孔隙结构中对电解液及载能离子储运不利的无效孔隙，在提高多孔碳材料密度的同时维持高的离子储运容量，从而大大提升多孔碳电极的体积储能密度。本发明专利技术能够将传统化学活化多孔碳的堆积密度及电极体积储能密度提升5倍以上，在超级电容电极材料、二次离子电池负极材料的致密储能方面展现了重要应用优势。重要应用优势。重要应用优势。

【技术实现步骤摘要】
基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用


[0001]本专利技术属于多孔碳材料制备及电化学储能应用领域，涉及一种高储能密度碳材料的制备方法，具体涉及一种基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用。

技术介绍

[0002]多孔碳材料由于丰富可调的孔隙结构、表面化学活性，在超级电容、二次离子电池等电化学器件中得到了广泛应用。在多孔碳材料的理化结构中，孔隙结构对电化学储能过程载能离子的输运动力学及储存容量具有至关重要的影响。对于超级电容碳电极材料，多孔碳发达的孔隙结构及高比表面积是提高碳电极质量比电容及质量能量密度的重要手段，但多孔碳高的比表面积并不能被完全利用，无效孔隙的存在一方面降低了电极材料的密度，另一方面会造成电解液的过量吸附，从而降低电极及器件的体积能量密度。对于二次离子电池碳负极材料，碳材料内合适的微孔结构能够引导载能离子的可逆吸附填充，但过高的比表面积会带来严重的不可逆吸附，降低首效。因此，基于便携式电子设备及移动载具对于电极材料致密储能的需求，多孔碳内合适的孔径分布及比表面积是协同提升质量能量密度和体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一：以化学活化法获得的高比表面积多孔碳为原料，经历机械球磨过程实现多孔碳从宏观颗粒形态到微观孔隙结构的调控，获得孔隙结构和堆积密度协同优化的微孔碳；步骤二：将球磨产物依次进行酸洗处理和水洗处理，得到清洗后的球磨产物，之后进行干燥处理；步骤三：通过还原性气氛对干燥产物进行热处理，去除表面引入的含氧官能团，获得目标多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述化学活化法获得的高比表面积多孔碳包括生物质基多孔碳、煤基多孔碳、聚合物基多孔碳中的一种或多种混合物，比表面积不小于2000 m2/g。3.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述化学活化法所用化学活化试剂包括KOH、K2CO3、KCl、K2FeO4、NaOH、NaCl、ZnCl2、H3PO4、Ca(OH)2、(CH3COO)2Ca中的一种或多种混合物。4.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述机械球磨过程采用高能球磨机，球磨机转速为100~1000r/min，球磨时间为2~50h，球...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，吴东阳，王桦，张博然，王坤芳，赵广播，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：