[發(fā)明專利]一種活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110320399.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113104847A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜丕一;李谷堯;馬寧;張永林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);北海星石碳材料科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C01B32/336
• 分類號(hào): C01B32/336;C01B32/354;C01B32/324;H01G11/24;H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬(wàn)尾甜;韓介梅

1.一種活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法，其特征在于，以椰殼炭化料為原料，在超級(jí)電容活性炭的三步法物理活化工藝基礎(chǔ)上，以及針對(duì)以此制備的活性炭料為前續(xù)活化產(chǎn)品，在原工藝生產(chǎn)線上增加附加處理過程，通過控制反應(yīng)氣氛、氣壓，反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度以控制在碳環(huán)層中形成空位缺陷并控制缺陷數(shù)量，以控制碳層之間的范德瓦爾斯鍵調(diào)控層間距，使得制備得到的活性炭中碳環(huán)層間距為0.381～0.392nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法，其特征在于，在所述附加處理過程中控制反應(yīng)氣體與碳之間不發(fā)生劇烈的氧化作用，但會(huì)在碳環(huán)層中形成空位缺陷，所述劇烈的氧化作用指程度強(qiáng)于水蒸氣與碳的反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法，其特征在于，在采用所述三步法物理活化制備活化樣品結(jié)束后，在生產(chǎn)線上延續(xù)控制的制備條件如下:

1)采用所述三步法物理活化制備活化樣品結(jié)束后，在反應(yīng)室中充入氮?dú)饣驓鍤饣蚣僀O₂氣，以排出所述三步法物理活化制備過程中的反應(yīng)氣氛，于650～700℃的溫度下保溫，并延續(xù)5-10min；

2)再通入反應(yīng)氣體氣氛為：二氧化碳?xì)怏w或二氧化碳與氧氣的混合氣體，且二氧化碳與氧氣的摩爾百分?jǐn)?shù)為100％～95％；并控制氣體總流量為：0.05～0.08m³/min·kg進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為：650～710℃，時(shí)間為：2～4h。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法，其特征在于，步驟1)中，通入氣體總流量為每單位反應(yīng)室體積(m³)0.2～0.4m³/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活性炭超級(jí)電容器電極材料碳-碳層間距工業(yè)化控制制備方法，其特征在于，所述方法制得的產(chǎn)物按照傳統(tǒng)活性炭相同的粉磨去雜工藝進(jìn)行后加工后，所制備得到的活性炭超級(jí)電容器單電極比電容達(dá)98～112F/g，超級(jí)電容器能量密度為24.62～28.83Wh/kg。