一种高比电容量超级电容器用活性炭的制备方法

摘要

一种高比电容量超级电容器用活性炭的制备方法，其特征是选择低阶煤为原料，经过预处理、显微组分分离等步骤分离出低阶煤中的镜质组和惰质组，然后以两种有机显微组分为前躯体，KOH为活化剂，采用快速升温、中低温活化及反应快速终止相结合的活化方式制备超级电容器用活性炭，大大缩短活性炭的活化历程，在保证活性炭具有较高的比表面积和合理孔径分布的同时，保留前躯体中所富含的部分表面官能团，以改善活性炭的表面润湿性，并引入赝电容效应，进而提高超级电容器的比电容量。该方法制备的活性炭比表面积可达2523m2/g，中孔率达58.5%，用作超级电容器电极时比电容量高达421F/g，能量密度高达11.8Wh/kg。

主权项

一种高比电容量超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括下述步骤：a、原料预处理：以褐煤、长焰煤中的一种或两种的混合物为原料、通过破碎、筛分，收集粒度2～0.5mm的物料；b、显微组分分离：以ZnCl2溶液作为重液采用密度法对步骤a处理后的物料进行分选，粗选出物料中的镜质组和惰质组，用蒸馏水反复冲洗，过滤、干燥、细磨，使粒度小于0.074mm，然后在离心分离机中对粗选出的两种显微组分进一步精选，分离出最终的镜质组和惰质组，蒸馏水反复冲洗，过滤、干燥；c、活化：将步骤b分离出来的镜质组和惰质组分别与纯度85%以上的粉状KOH按质量比1:1～1:5进行混合、浸渍；然后将所得固液混合物置于带有镍金属反应釜的反应快速终止装置中，在氮气气氛下，以30～50℃/min的升温速率升温至180℃，并在该温度下恒温0.5小时以脱除混合物中的水分，再以相同的升温速率升温至400～600℃进行活化，当活化温度达到预定温度时，通过反应快速终止装置快速降温终止活化反应；d、产品后处理：将步骤c得到的活化产物依次经过酸浸、水洗至中性、过滤、干燥，即得到最终的超级电容器用活性炭产品。