一种高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了一种超级电容所使用的多孔炭的制备方法，属于电容制备技术领 域。
【背景技术】
[0002] 超级电容，又叫双电层电容、黄金电容、法拉电容，即通过外加电场极化电解质，使 电解质中荷电离子分别在带有相反电荷的电极表面形成双电层，从而实现储能。其储能过 程是物理过程，没有化学反应，且过程完全可逆，运与蓄电池电化学储能过程不同。超级电 容器是介于电容器和电池之间的储能器件，它既具有电容器可W快速充放电的特点，又具 有电池的储能特性。
[0003] 按原理分为双电层型超级电容器和歴电容型超级电容器：双电层型超级电容器， 包括1.活性炭电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。2.碳纤维电 极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、拉等经过增强，喷涂或烙融金属增强其导电性制 备电极。3.碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料。4.碳 纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材 料，可W制得非常优良的超级电容器电极。歴电容型超级电容器：包括金属氧化物电极材料 与聚合物电极材料，金属氧化物包括Ni0y、Mn化、V205等作为正极材料，活性炭作为负极材料 制备的超级电容器，导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N 型渗杂制取电极，W此制备超级电容器。运一类型超级电容器具有非常高的能量密度，目前 除NiOy型外，其它类型多处于研究阶段，还没有实现产业化生产。
[0004] 其中，多孔炭材料作为超级电容器的电极材料，其性能主要是取决于内部的孔结 构，但是其电容量仍然不能达到实际所需。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是：提供一种超级电容所使用的多孔炭材料，其能够使超级电容器 具有更高的电容量。采用如下的技术方案：
[0006] 一种高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
[0007] 第1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
[000引第2步、将细粉与乙締-醋酸甲醋共聚型高分子聚合物按照重量比20 : 2~4混 合均匀，升溫至140~150°C后，边揽拌边保溫1~化，得到改性细粉；
[0009] 第3步、将改性细粉与氨氧化钟按照重量比1 : 2~3混合均匀，研磨后，作为混 合粉末；
[0010] 第4步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，得到碳化物；
[0011] 第5步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，得到活化物； 阳01引第6步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目W下，即得到多 孔炭。
[0013] 作为优选，第4步中，碳化的溫度是400~500°C。
[0014] 作为优选，第4步中，碳化的时间是3~5小时。
[0015] 作为优选，第5步中，活化的溫度是600~800°C。
[0016] 作为优选，第5步中，活化的时间是1~3小时。
[0017] 有益效果
[0018] 本发明通过采用乙締-醋酸甲醋共聚物对石油焦进行改性，在其表面形成聚合物 层，使其在与氨氧化钟进行碳化和活化时，提高多孔材料的孔隙结构，进而提高其电容性 能。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] 第1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
[0021] 第2步、将细粉与乙締-醋酸甲醋共聚型高分子聚合物按照重量比20 : 2混合均 匀，升溫至140°C后，边揽拌边保溫比，得到改性细粉；
[0022] 第3步、将改性细粉与氨氧化钟按照重量比1 : 2混合均匀，研磨后，作为混合粉 末；
[0023] 第4步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，碳化的溫度是 400°C，碳化的时间是3小时，得到碳化物；
[0024] 第5步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，活化的溫度是 600°C，的时间是1小时，得到活化物；
[00对第6步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目W下，即得到多 孔炭。
[0026] 实施例2
[0027] 第1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
[002引第2步、将细粉与乙締-醋酸甲醋共聚型高分子聚合物按照重量比20 : 4混合均 匀，升溫至150°C后，边揽拌边保溫化，得到改性细粉；
[0029] 第3步、将改性细粉与氨氧化钟按照重量比1 : 3混合均匀，研磨后，作为混合粉 末；
[0030] 第4步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，碳化的溫度是 500°C，碳化的时间是5小时，得到碳化物；
[0031] 第5步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，活化的溫度是 800°C，的时间是3小时，得到活化物； 阳0巧第6步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目W下，即得到多 孔炭。 阳〇3引实施例3
[0034] 和1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
[0035] 第2步、将细粉与乙締-醋酸甲醋共聚型高分子聚合物按照重量比20 : 3混合均 匀，升溫至145°C后，边揽拌边保溫化，得到改性细粉；
[0036] 第3步、将改性细粉与氨氧化钟按照重量比1 : 2. 5混合均匀，研磨后，作为混合 粉末；
[0037] 第4步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，碳化的溫度是 450°C，碳化的时间是4小时，得到碳化物；
[0038] 第5步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，活化的溫度是 700°C，的时间是2小时，得到活化物；
[0039] 第6步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目W下，即得到多 孔炭。 W40] 对照例
[0041] 对照例中示通过乙締-醋酸甲醋共聚型高分子聚合物对石油焦细粉进行改性。
[0042] 第1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
[0043] 第2步、将细粉与氨氧化钟按照重量比1:2. 5混合均匀，研磨后，作为混合粉末；
[0044] 第3步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，碳化的溫度是 450°C，碳化的时间是4小时，得到碳化物；
[0045] 第4步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，活化的溫度是 700°C，的时间是2小时，得到活化物；
[0046] 第5步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目W下，即得到多 孔炭。性能试验
W48] 从表中可W看出，在对石油焦细粉进行改性之后，其多孔材料的比表面积有了较 大的提高，而且电容量也得到了提高，可W达到160F/g W上。
【主权项】
1. 一种高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 第1步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉； 第2步、将细粉与乙烯-醋酸甲酯共聚型高分子聚合物按照重量比20 : 2~4混合均 匀，升温至140~150°C后，边搅拌边保温1~3h，得到改性细粉； 第3步、将改性细粉与氢氧化钾按照重量比1 : 2~3混合均匀，研磨后，作为混合粉 末； 第4步、将混合粉末置于碳化炉中，在氮气的保护下，进行碳化，得到碳化物； 第5步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，得到活化物； 第6步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目以下，即得到多孔炭。2. 根据权利要求1所述的高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，其特征在于：所 述的第4步中，碳化的温度是400~500°C。3. 根据权利要求1所述的高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，其特征在于：所 述的第4步中，碳化的时间是3~5小时。4. 根据权利要求1所述的高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，其特征在于：所 述的第5步中，活化的温度是600~800°C。5. 根据权利要求1所述的高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法，其特征在于：所 述的第5步中，活化的时间是1~3小时。
【专利摘要】本发明提供了一种超级电容所使用的多孔炭的制备方法，属于电容制备技术领域。包括如下步骤：将石油焦粉碎、研磨后，取细粉；将细粉与乙烯-醋酸甲酯共聚型高分子聚合物按照混合均匀，升温，边搅拌边保温，得到改性细粉；将改性细粉与氢氧化钾混合均匀，研磨后，作为混合粉末；将混合粉末碳化、活化，再用去离子水清洗至中性，烘干，研磨，即得到多孔炭。本发明通过采用乙烯-醋酸甲酯共聚物对石油焦进行改性，在其表面形成聚合物层，使其在与氢氧化钾进行碳化和活化时，提高多孔材料的孔隙结构，进而提高其电容性能。
【IPC分类】C01B31/02
【公开号】CN105271169
【申请号】CN201510727781
【发明人】陈科
【申请人】陈科
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月28日