一种炭气凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种炭气凝胶及其制备方法和应用，属于电极材料技术领域。将间苯二酚与甲醛加入水中，得到前驱体溶液；将所得前驱体溶液进行凝胶反应，然后经过老化操作，得到有机湿凝胶；有机湿凝胶经过常压干燥后得到有机气凝胶；随后将有机气凝胶炭化即可。本发明专利技术中有机湿凝胶的干燥是在常压下进行且在干燥前无需进行溶剂置换，使炭气凝胶的制备工艺更加简单，生产周期大幅缩短，制备成本也大幅降低。制备的炭气凝胶适合被用作超级电容器的电极材料，其灰分含量小于0.1％，电导率>15S/cm。同时其电化学性能优异，比容量为140～180F/g，循环稳定性好，在5A/g的电流密度下循环2000圈后比容量保持率高达95～99％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电极材料，具体涉及一种炭气凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

1、超级电容器作为一种新兴的电子元器件，功率密度大，能量输出性能优异，有效弥补了传统电容器能量密度不足的缺陷。与电池相比，超级电容器具有充放电速度快、循环寿命长等优点。近年来，超级电容器作为一种先进的储能设备发展迅速，被广泛用于公共交通、工业生产、消费电子和航空航天等多个领域。

2、电极材料是影响超级电容器性能的关键因素之一。炭气凝胶因具有丰富的孔隙结构、高比表面积以及良好的导电能力，被认为是一种可以用于制备超级电容器的高性能电极材料。

3、在炭气凝胶的制备流程中，有机湿凝胶的干燥效果对炭气凝胶产品的性能有很大的影响。有机湿凝胶的干燥是为了将有机湿凝胶中的溶剂(通常为水)除去，以使得凝胶结构中的孔隙被空气所充满，得到有机气凝胶。随后将有机气凝胶进行炭化以制备炭气凝胶。

4、通常有机湿凝胶的干燥方法有超临界干燥和常压干燥两种。其中，申请号为cn01126015.7、cn01126016.5、cn200610116392.3的三个专利文献中所涉及到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种炭气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述间苯二酚与甲醛的摩尔比为1:(1.5～2.5)，所述前驱体溶液中间苯二酚与甲醛的质量分数之和为35～45％。

3.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述前驱体溶液中还加入催化剂碳酸钠，加入量不超过间苯二酚摩尔量的1/2000。

4.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述凝胶、老化温度均为40～100℃，所述凝胶反应的时间为8～20h，所述老化的时间为20～60h。<...

【技术特征摘要】

1.一种炭气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述间苯二酚与甲醛的摩尔比为1:(1.5～2.5)，所述前驱体溶液中间苯二酚与甲醛的质量分数之和为35～45％。

3.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述前驱体溶液中还加入催化剂碳酸钠，加入量不超过间苯二酚摩尔量的1/2000。

4.根据权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述凝胶、老化温度均为40～100℃，所述凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：史文静，丁鑫，刘婧，陈卓涵，梁梓珺，黄胜，吴幼青，吴诗勇，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：