【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超级电容器电极材料领域，且特别涉及一种活性炭材料及其制备方法和极端低温环境中的应用。
技术介绍
1、在极端低温环境下具有快速充放电能力的储能器件对于一些低温应用场景至关重要，如：高空探索、空间任务、极地活动和高海拔地区。在这种条件下，双电层超级电容器(edlc)是一种极具前景的储能器件。然而，在极端低温下，保持与室温相近的容量和倍率性能，仍然是一个巨大的挑战。目前，传统的商业活性炭电极的性能通常会随着温度的降低而迅速下降。本研究的目的是通过改性两种典型的商业活性炭，调控其孔结构，提高其低温下的电化学性能。
2、目前，文献报道的耐低温电极材料，仅限于实验室小批量制备，且多数涉及腐蚀性试剂，会造成环境污染和仪器设备损坏，仍处于基础研究阶段，不适合大规模生产。对于目前大批量使用的商业化活性炭，在改善其低温性能方面，缺乏报道。
技术实现思路
1、改善商业活性炭的耐低温性能，并提供一种易于规模化制备的方法，是一个十分重要的课题。
2、本文中所涉及的商业化活性炭已经实现了规模化生产，在商业活性炭基础上进行改性，提高其低温性能，具有重要的实用意义，便于规模化制备及应用。
3、针对商业活性炭低温性能差的问题，本专利提供了一种改善其低温性能的策略，利用物理活化的方法，提高活性炭中的介孔含量，构建双峰孔结构，能够显著促进低温下离子的传输动力学，改善溶剂化离子在固-液界面处和多孔炭电极孔道内的传输。利用改性后的炭材料，在极端低温下(-60℃)可以实现优异的低
4、根据本申请的一个方面，提供一种活性炭材料，所述活性炭材料含有双峰孔结构；
5、所述双峰孔结构包括微孔和介孔；
6、所述介孔的孔尺寸为2～3nm。
7、可选地，所述介孔的孔尺寸为2nm、2.5nm、3nm中的任意值或任意两者之间的范围值。
8、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：
9、在二氧化碳气氛保护下，对商业活性炭进行煅烧，得到所述活性炭材料。
10、所述商业活性炭选自yp50f和/或bc10。
11、所述二氧化碳气体的流速为40～80ml/min；
12、可选地，所述二氧化碳气体的流速为60ml/min。
13、所述煅烧的温度为600～1000℃；
14、可选地，所述煅烧的温度为700～900℃；
15、可选地，所述煅烧的温度为900℃；
16、可选地，所述煅烧的升温速率为2～10℃/min。
17、所述煅烧的时间为1～6h；
18、可选地，所述煅烧的时间为2～3h。
19、具体制备步骤如下：
20、取一定量商业活性炭放入坩埚中，然后将坩埚转移到管式炉中，将管式炉两端密封后，通入一段时间二氧化碳气体，排净管式炉中空气，加热升温至特定温度，保温，在此过程中，炭材料会与二氧化碳发生反应，部分炭材料被刻蚀掉形成孔洞。待温度冷却至室温后，将管式炉中样品取出，即可得到活化改性后的炭材料。
21、进一步地，
22、将一定量商业活性炭yp50f放入坩埚中，转移到管式炉中，在co2气氛中，加热至900℃，并保温1～6h，冷却至室温后，将样品取出，即得到活化改性后的多孔炭材料。
23、或；
24、将一定量商业活性炭bc10放入坩埚中，转移到管式炉中，在co2气氛中，加热至900℃，并保温1～6h，冷却至室温后，将样品取出，即得到活化改性后的多孔炭材料。
25、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的活性炭材料或上述的制备方法制备的活性炭材料的应用，用于双电层电容器电极材料。
26、含有所述双电层电容器电极材料的双电层电容器的工作温度为 -60～-100℃。
27、可选地，含有所述双电层电容器电极材料的双电层电容器的工作温度为-60℃、-65℃、-70℃、-75℃、-80℃、-85℃、-90℃、-95℃、 -100℃中的任意值或任意两者之间的范围值
28、本申请能产生的有益效果包括：
29、1)本申请通过对微孔为主的商业活性炭进行改性处理，改性后的炭材料具有双峰孔结构(微-介孔)，提供的改性商业化活性炭、提高其低温性能的方法，简便易行，容易放大生产，便于后期规模化、大批量制备炭材料。
30、2)基于改性后的双峰孔活性炭组装的电容器器件，在极端低温下(-60℃)表现出优异的电化学性能，相比于室温没有出现明显下降，极大地改善了目前商用活性炭低温电化学性能差的问题。
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1.一种活性炭材料，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的活性炭材料的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
7.一种权利要求1所述的活性炭材料或权利要求2～6任一项所述的制备方法制备的活性炭材料的应用，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种活性炭材料，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的活性炭材料的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠帅，马长德，周锋，刘芳延，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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