一种高导电和高强度活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导电和高强度活性炭及其制备方法，将具有丰富官能团和高热稳定性的炭前驱体与活化剂在分散液中均匀混合，再经过离子活化、洗涤纯化、干燥、气流粉碎及粒径筛分步骤得到兼具“四高”性质的活性炭。官能团的吸附/配位作用将活化剂以离子形式(如K+、Cs+)均匀分散锚定于炭前驱体内部，通过高温活化过程中活化剂离子对炭骨架的均匀刻蚀造孔实现了活性炭内部贯通微孔结构的可控构筑，从而使活性炭兼具高比表面积(2000～3200m2g‑1)、高导电性(800～1300S m‑1)、高振实/压实密度(0.4～0.7g cm‑3)和高颗粒强度(500～100MPa)，超过目前所知的绝大多数活性炭材料。此外，与传统活性炭制备方法相比，本发明专利技术具有碱炭比低、活化效率高、腐蚀性弱、适于大规模制备的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料及其制备，具体为一种高导电和高强度的活性炭及其制备方法。

技术介绍

1、超级电容器因其功率密度高、使用寿命长、充放电能力强和安全性高的优点，在新能源友好并网、大功率启动电源、刹车能回收等多个领域中得到了广泛应用。电极材料作为超级电容器的核心组成部分，直接影响其电化学性能。活性炭具有成本低廉、比表面积高、孔结构可调、电化学稳定性强等优点，是目前应用最广泛的电极材料。

2、近近年来，硅基材料因其超高的理论比容量(4200mah g-1)和低的工作电压(≈0.3v vs li+/li)，成为了高能量密度锂离子电池最有前途的负极材料之一。然而，硅在充放电过程中剧烈的体积膨胀(300％以上)会导致颗粒破碎、电极粉化，进而导致硅基材料的容量和循环稳定性较差，严重阻碍了其商业化进程。为解决这一难题，研究者们将目光聚焦于化学气相沉积(cvd)硅炭负极技术。美国group 14公司率先利用cvd技术，在活性炭的微孔内沉积硅，成功制备出一种循环稳定性大幅提升的新型硅炭复合材料。cvd法制备硅炭负极时，离不开活性炭这一关键载体材料。活性炭丰富的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高导电和高强度活性炭及其制备方法，其特征在于，按照如下步骤得到：

2.根据权利要求1所述的一种高导电和高强度活性炭及其制备方法，其特征在于，所述炭前驱体为具有丰富官能团和高热稳定性的活性炭前驱体，包括但不限于木质素、壳聚糖、酚醛树脂、炭量子点、氧化沥青等；所述极性溶剂为去离子水、无水乙醇、乙酸溶液、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)等，具体选择依据所用炭前驱体；所述炭前驱体与极性溶剂的溶解/分散比例为1:5～1:300gmL-1，并使用搅拌或超声进行充分混合。所述的活化步骤是，按照炭前驱体与活化剂质量比为1:0.1～1:4加入活化剂，得到混合溶液，充分...

【技术特征摘要】

1.一种高导电和高强度活性炭及其制备方法，其特征在于，按照如下步骤得到：

2.根据权利要求1所述的一种高导电和高强度活性炭及其制备方法，其特征在于，所述炭前驱体为具有丰富官能团和高热稳定性的活性炭前驱体，包括但不限于木质素、壳聚糖、酚醛树脂、炭量子点、氧化沥青等；所述极性溶剂为去离子水、无水乙醇、乙酸溶液、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、四氢呋喃(thf)等，具体选择依据所用炭前驱体；所述炭前驱体与极性溶剂的溶解/分散比例为1:5～1:300gml-1，并使用搅拌或超声进行充分混合。所述的活化步骤是，按照炭前驱体与活化剂质量比为1:0.1～1:4加入活化剂，得到混合溶液，充分浸渍8～10h后蒸干，将得到的粉末样品研磨至均匀，得到活化前驱体c；所述活化剂为koh、csoh中的一种或两种混配使用；所述活化剂与水的分散比例为1:20～1:80g ml-1。随后将活化前驱体c在惰性气氛下进行高温活化处理，得到样品a。所述活化的升温速率为0.1～30℃ min-1，活化温度500～950℃，保温时间为0.5～4h，活化气氛为常规惰性气氛，包括但不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苏，李齐齐，范壮军，曹宁，胡涵，李禹彤，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：