一种超级电容炭及其制备方法技术

技术编号:41288072 阅读:40 留言:0更新日期:2024-05-11 09:36
本发明专利技术提供了一种超级电容炭及其制备方法,所述制备方法首先将石油焦和沥青混合均匀得到第一物料,然后在含氧气体条件下进行炭化,得到第二物料;再将得到的第二物料粉碎后与碱混合,在惰性气氛下进行一次活化,得到第三物料;然后将得到的第三物料经过洗涤、干燥后,再与沥青、碱混合,在惰性气氛下进行二次活化,最后经洗涤、干燥后得到超级电容炭。超级电容碳具有介孔‑微孔两级孔道,其中介孔孔径为2nm‑5nm,微孔孔径为0.4nm‑2nm。本发明专利技术通过组合工艺实现了石油基多孔材料的短程贯通孔的孔道结构设计,为有效双电层的形成提供巨大的比表面积,保障了电荷的快速传输,同时显著提升了材料的长周期循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳材料,涉及超级电容碳及其制备方法,特别是涉及一种石油基超级电容炭及其制备方法


技术介绍

1、目前,光伏、风电等新能源处于快速发展期,作为其重要支撑环节的储能产业也因此高歌猛进。新的储能技术正不断涌现并快速进入市场,未来有望在储能领域发挥举足轻重的作用,储能产业即将迎来属于它的黄金时代。

2、在各种能量存储装置中,超级电容器具有明显的优势。锂离子电池是把电能转化为化学能,使用时,再由化学能转化为电能,二次转换过程会损失一部分能量,电流效率一般只有约70~80%。而超级电容器是将电能以电荷的形式通过双电层储存在器件里面,并不像锂离子电池一样涉及到能量的转化,充放电效率可以达到98%以上。这决定了超级电容器的可逆性比较好,而且响应非常快。相比时下发展势头正劲的锂离子电池,超级电容器的功率密度可以是锂离子电池的30倍至100倍。超级电容器具有充放电速度快,功率密度高,并且有长达百万次的循环寿命,适应恶劣环境,基本免维护等特点,在电动汽车、城市轨道交通、太阳能风能发电装置辅助电源、军事航天领域、工业领域后备电源等领域都有不可估量的应用前本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超级电容炭的制备方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中的石油焦粒度为10~500 μm,优选为20~100 μm;石油焦中挥发分含量为5wt%~15wt%,优选为含有细镶嵌结构的石油焦。

3.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中第一沥青与石油焦的重量比为1:20~1:0.1,优选1:10~1:0.2。

4.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中的第一沥青为石油沥青、煤沥青中的一种或几种,优选为石油沥青;所述第一沥青的软化点为80~350℃,优选100~300...

【技术特征摘要】

1.一种超级电容炭的制备方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中的石油焦粒度为10~500 μm,优选为20~100 μm;石油焦中挥发分含量为5wt%~15wt%,优选为含有细镶嵌结构的石油焦。

3.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中第一沥青与石油焦的重量比为1:20~1:0.1,优选1:10~1:0.2。

4.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(1)中的第一沥青为石油沥青、煤沥青中的一种或几种,优选为石油沥青;所述第一沥青的软化点为80~350℃,优选100~300℃。

5.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(2)中的含氧气体中氧气的体积分数为0.5%~21%,优选1%~15%;所述含氧气体为空气和/或氧气与惰性气氛的混合气体,惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的任一种或几种。

6.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(2)中处理时间为20~200min,优选60~120min。

7.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(2)中处理温度为80~350℃,优选100~300℃。

8.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(3)和步骤(4)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或几种,优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(3)中一次活化温度为700~1000℃,优选为700~900℃;一次活化时间为20~120 min,优选为20~100 min。

10.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(3)中的第二物料与碱的重量比为1:0.2~1:10,优选1:0.5~1:2。

11.根据权利要求1所述超级电容炭的制备方法,其中,步骤(4)中的洗涤包括酸洗和水洗两步洗涤操作,酸洗...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽萍罗望群姚思涵张舒冬李昱颖
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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