[發(fā)明專利]用于超級電容器的、基于蒸汽活化的非木質(zhì)纖維素的碳

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201280035529.6
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103718262A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·P·加德卡里;A·F·胡斯特德;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H01G11/34
• 分類號: H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

1.一種制備活性碳材料的方法，所述方法包括：

在有效形成碳材料的碳化溫度下，加熱非木質(zhì)纖維素碳前體；以及

在有效形成活性碳材料的活化溫度下，使該碳材料與蒸汽反應。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非木質(zhì)纖維素碳前體選自下組：小麥粉、胡桃粉、玉米粉、玉米淀粉、玉米面、大米粉、馬鈴薯粉、甜菜、粟、大豆、大麥和棉花。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化溫度范圍是約600℃-800℃。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱在惰性氣氛中進行。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱在氮氣氣氛中進行。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化溫度范圍是約700℃-1000℃。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳材料與蒸汽反應的時間段范圍是約0.5-5小時。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性碳材料包括：

孔徑≤1納米的孔，它們提供的總孔容≥0.3厘米³/克；

孔徑為>1納米至≤2納米的孔，它們提供的總孔容≥0.05厘米³/克；以及

孔徑>2納米的任意孔的總孔容<0.15厘米³/克。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性碳材料包括：

孔徑≤1納米的孔，它們提供的總孔容≥0.2厘米³/克；

孔徑為>1納米至≤2納米的孔，它們提供的總孔容≥0.1厘米³/克。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述與蒸汽反應包括：將所述碳材料結(jié)合進入蜂窩基底的一或更多通道，且使蒸汽流經(jīng)該含碳通道。

11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在酸性溶液中清洗所述活性碳材料。

12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在惰性或還原性氣氛中加熱所述活性碳材料。

13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在使所述碳材料與蒸汽反應之前，研磨所述碳材料。

14.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的活性碳材料。

15.一種制造碳基電極的方法，所述方法包括：

在有效形成碳材料的溫度下，加熱非木質(zhì)纖維素碳前體；

使該碳材料與蒸汽反應以形成活性碳材料；以及

從所述活性碳材料形成碳基電極。

16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在形成所述碳基電極之前，干燥所述活性碳材料以形成粉末。

17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成碳基電極的步驟包括將活性碳材料與炭黑和PTFE中的至少一種混合。

18.如權(quán)利要求15所述的方法，所述方法還包括將所述碳基電極結(jié)合入高能量密度裝置中。

19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述高能量密度裝置是超級電容器。

20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述超級電容器的設(shè)計選自凍膠狀輥設(shè)計,棱柱設(shè)計和蜂窩體設(shè)計。

21.一種高功率密度的儲能裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法制造的碳基電極。