一种超级电容用煤基活性碳及其绿色高效制备方法和应用技术

技术编号:45535334 阅读:29 留言:0更新日期:2025-06-13 17:36
一种超级电容用煤基活性碳及其绿色高效制备方法和应用。本发明专利技术属于活性碳材料领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有活化法制备的活性碳比电容不高以及活化方法无法兼顾环保和高效的技术问题。本发明专利技术的方法:将粉碎后的原料煤、结构增强助剂粉末和KOH粉末混合均匀,然后在非惰性气体和惰性气体的混合气氛下升温活化。本发明专利技术以煤为原料,采用一步活化制备煤基活性碳,工艺简单、反应温度低、成本低廉、操作方便,同时显著降低了活化剂KOH的用量以及后续酸洗用酸的用量,适合大规模生产和实际应用。所得煤基活性碳具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,用作超级电容器的电极,具有高比电容和优异的倍率性能,可以促进高性能超级电容器的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于活性碳材料领域,具体涉及一种超级电容用煤基活性碳及其绿色高效制备方法和应用


技术介绍

1、超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、循环寿命长、工作温度范围宽和免维护等特点,被广泛应用于便携式电子设备、车辆启动电源、轨道交通、国防军事等领域。电极材料是影响超级电容器性能的重要因素之一。活性碳具有成本低、比表面积大、化学稳定性好、电导率高等优点,是目前超级电容器中最常用的电极材料。目前用于超级电容器的活性碳材料主要是通过高温碳化、活化含碳前躯体(有机高分子、化石燃料、生物质等)制备。煤基活性炭具有高比表面积、方便调控的孔尺寸和结构、优异的导电性等优点,因此以煤炭作为原料制备超级电容活性碳受到了学术界和工业界的广泛关注。

2、目前制备活性碳材料的方法主要包括活化法、模板法和直接碳化法等,其中模板法在实验过程中操作复杂,步骤繁琐且去除模板时可能存在残留等问题;直接碳化法虽步骤简单但是限制了活性碳材料的结构多样性,且制备的活性碳比表面积较低;活化法分为化学活化和物理活化,化学活化法具有温度低、时间短,孔结构发达,比表面积大,材料的密度小等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超级电容用煤基活性碳的绿色高效制备方法,其特征在于,所述方法:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S1中原料煤为灰分≤10%的煤,结构增强助剂粉末选自酚醛树脂、煤沥青、石油沥青、天然沥青中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,灰分≤10%的煤选自无烟煤、烟煤和褐煤中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S1中原料煤与结构增强助剂的质量比为1:(0.01~1),混合物与KOH的质量比为1:(0.1~5)。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S2中惰性气体和非惰性气体的体积比为1:(0...

【技术特征摘要】

1.一种超级电容用煤基活性碳的绿色高效制备方法,其特征在于,所述方法:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,s1中原料煤为灰分≤10%的煤,结构增强助剂粉末选自酚醛树脂、煤沥青、石油沥青、天然沥青中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,灰分≤10%的煤选自无烟煤、烟煤和褐煤中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,s1中原料煤与结构增强助剂的质量比为1:(0.01~1),混合物与koh的质量比为1:(0.1~5)。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,s2中惰性气体和非惰性气体的体积比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫俊张坤邱介山
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

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