覆在铝箔上，涂覆厚度为100 μm，在120°C条件下烘干，然后剪裁成Φ13的电极片。在手套箱中，将电极片与隔膜及电解液(1M Et4NBF4/PC)组装成2032型扣式超级电容。
[0279]对制得的扣式超级电容进行电化学性能测试，其比容量为80F/g，对应的能量密度为15Wh/kg，功率密度23KW/kg，1C倍率下10000循环后比容量衰减4%。
[0280]实施例24
[0281]取10g活性炭，将其加入到10被％的謂叫溶液中，80°C水浴6h，过滤烘干；然后将其浸渍在200ml含有200g氯化镍的水溶液中，烘干，得到吸附有金属催化剂的活性炭；之后将吸附金属离子催化剂的活性炭加入含800g KOH的溶液中，烘干粉碎，得到前驱体；
[0282]将前驱体置于管式炉中，在氩气氛围中，按照200mL/h的流量通入乙二胺，同时按照4°C /min的升温速率升温至900°C，保持3h后，自然降温后取出，依次进行酸洗、过滤、干燥，得到石墨化碳材料。
[0283]将0.3g的上述制得的石墨化碳材料加入到25mL量筒中，经上下震荡，最后目测得到的振实密度为0.32g/mL。
[0284]对上述石墨化碳材料的比表面积、孔隙率和平均孔径进行检测，结果为:比表面积为2000m2/g,孔隙率为1.16cm3/g,平均孔径为3.5nm。
[0285]按照实施例1所述的方法对本实施例制得的石墨化碳材料进行石墨化程度的计算，计算结果为:该石墨化碳材料的石墨化程度为78.5%。
[0286]将上述制得的石墨化碳材料、粘接剂(PVDF)和导电剂(导电炭黑)按质量比8:1:1的比例混合均匀，加入适量的N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀形成浆料，将其涂覆在铝箔上，涂覆厚度为100 μm，在120°C条件下烘干，然后剪裁成Φ13的电极片。在手套箱中，将电极片与隔膜及电解液(1M Et4NBF4/PC)组装成2032型扣式超级电容。
[0287]对制得的扣式超级电容进行电化学性能测试，其比容量为80F/g，对应的能量密度为15Wh/kg，功率密度23KW/kg，1C倍率下10000循环后比容量衰减4%。
[0288]实施例25
[0289]取10g活性炭，将其加入到10被％的KMnO4S液中，80°C水浴6h，过滤烘干；然后将其浸渍在10ml含有5g氯化镍的水溶液中，烘干，得到吸附有金属催化剂的活性炭；之后将吸附金属离子催化剂的活性炭加入含200g KOH的溶液中，烘干粉碎，得到前驱体。
[0290]取1g三聚氰胺与前躯体混合均匀后置于管式炉中，在氩气氛围中，按照4°C /min的升温速率升温至800°C，保持20h后，自然降温后取出，依次进行酸洗、过滤、干燥，得到石墨化碳材料。
[0291]将0.3g的上述制得的石墨化碳材料加入到25mL量筒中，经上下震荡，最后目测得到的振实密度为0.36g/mL。
[0292]对上述石墨化碳材料的比表面积、孔隙率和平均孔径进行检测，结果为:比表面积为1380m2/g,孔隙率为1.13cm3/g,平均孔径为3.2nm。
[0293]按照实施例1所述的方法对本实施例制得的石墨化碳材料进行石墨化程度的检测，检测结果为:该石墨化碳材料的石墨化程度为65.5%。
[0294]将上述制得的石墨化碳材料、粘接剂(PVDF)和导电剂(导电炭黑)按质量比8:1:1的比例混合均匀，加入适量的N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀形成浆料，将其涂覆在铝箔上，涂覆厚度为100 μm，在120°C条件下烘干，然后剪裁成Φ13的电极片。在手套箱中，将电极片与隔膜及电解液(1M Et4NBF4/PC)组装成2032型扣式超级电容。
[0295]对制得的扣式超级电容进行电化学性能测试，其比容量为70F/g，对应的能量密度为I lWh/kg，功率密度20KW/kg，1C倍率下10000循环后比容量衰减4.5 %。
[0296]实施例26
[0297]取10g活性炭，将其加入到10被％的KMnO4S液中，80°C水浴6h，过滤烘干；然后将其浸渍在10ml含有5g氯化镍的水溶液中，烘干，得到吸附有金属催化剂的活性炭；之后将吸附金属离子催化剂的活性炭加入含200g KOH的溶液中，烘干粉碎，得到前驱体。
[0298]将前驱体置于管式炉中，在氩气氛围中，按照500mL/h的流量通入甲烷气体，同时按照4°C /min的升温速率升温至800°C，保持20h后，自然降温后取出，依次进行酸洗、过滤、干燥，得到石墨化碳材料。
[0299]将0.3g的上述制得的石墨化碳材料加入到25mL量筒中，经上下震荡，最后目测得到的振实密度为0.36g/mL。
[0300]对上述石墨化碳材料的比表面积、孔隙率和平均孔径进行检测，结果为:比表面积为1380m2/g,孔隙率为1.13cm3/g,平均孔径为3.2nm。
[0301]按照实施例1所述的方法对本实施例制得的石墨化碳材料进行石墨化程度的检测，检测结果为:该石墨化碳材料的石墨化程度为65.5%。
[0302]将上述制得的石墨化碳材料、粘接剂(PVDF)和导电剂(导电炭黑)按质量比8:1:1的比例混合均匀，加入适量的N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀形成浆料，将其涂覆在铝箔上，涂覆厚度为100 μm，在120°C条件下烘干，然后剪裁成Φ13的电极片。在手套箱中，将电极片与隔膜及电解液(1M Et4NBF4/PC)组装成2032型扣式超级电容。
[0303]对制得的扣式超级电容进行电化学性能测试，其比容量为70F/g，对应的能量密度为I lWh/kg，功率密度20KW/kg，1C倍率下10000循环后比容量衰减4.5 %。
[0304]实施例27
[0305]取10g活性炭，将其加入到10被％的KMnO4S液中，80°C水浴6h，过滤烘干；然后将其浸渍在10ml含有5g氯化镍的水溶液中，烘干，得到吸附有金属催化剂的活性炭；之后将吸附金属离子催化剂的活性炭加入含200g KOH的溶液中，烘干粉碎，得到前驱体。
[0306]将前驱体置于管式炉中，在氩气氛围中，按照100mL/h的流量通入乙二胺，同时按照4°C /min的升温速率升温至800°C，保持20h后，自然降温后取出，依次进行酸洗、过滤、干燥，得到石墨化碳材料。
[0307]将0.3g的上述制得的石墨化碳材料加入到25mL量筒中，经上下震荡，最后目测得到的振实密度为0.36g/mL。
[0308]对上述石墨化碳材料的比表面积、孔隙率和平均孔径进行检测，结果为:比表面积为1380m2/g,孔隙率为1.13cm3/g,平均孔径为3.2nm。
[0309]按照实施例1所述的方法对本实施例制得的石墨化碳材料进行石墨化程度的检测，检测结果为:该石墨化碳材料的石墨化程度为65.5%。
[0310]将上述制得的石墨化碳材料、粘接剂(PVDF)和导电剂(导电炭黑)按质量比8:1:1的比例混合均匀，加入适量的N-甲基吡咯烷酮搅拌均匀形成浆料，将其涂覆在铝箔上，涂覆厚度为100 μm，在120°C条件下烘干，然后剪裁成Φ13的电极片。在手套箱中，将电极片与隔膜及电解液(1M Et4NBF4/PC)组装成2032型扣式超级电容。
[0311]对制得的扣式超级电容进行电化学性能测试，其比容量为70F/g，对应的能量密度为I lWh/kg，功率密度20KW/kg，1C倍率下10000循环后比容量衰减4.5 %。
[0312]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种石墨化碳材料，所述石墨化碳材料的石墨化程度为20?90%，平均孔径为2?5nm，孔隙率为1.0?1.6cm3/g，振实密度为0.2?0.5g/mL。2.根据权利要求1所述的石墨化碳材料，其特征在于，所述石墨化碳材料的石墨化程度为30%?80%。3.一种权利要求1所述的石墨化碳材料的制备方法，包括以下步骤: a)、碳源与金属催化剂混合，得到吸附有金属催化剂的碳源； 所述金属催化剂包括镍盐、铁盐、钼盐、钴盐和钨盐中的一种或多种； 所述碳源与金属催化剂的质量比为1: (0.001?2); b)、所述吸附有金属催化剂的碳源与活化剂混合，得到前驱体； 所述活化剂包括水蒸气、氢氧化钾、磷酸、氯化锌和氢氧化钠中的一种或多种； 所述活化剂与步骤a)中所述碳源的质量比为(0.5?10):1 ; c)、所述前驱体在惰性气体气氛中加热碳化，得到石墨化碳材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热碳化的温度为600?1000C ;所述加热碳化的时间为0.1?24h。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自无定形碳、树脂材料和生物质材料中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述碳源与金属催化剂混合之前，先使用改性剂对碳源进行改性； 所述改性剂包括乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、磷酸、草酸、柠檬酸、硝酸、高锰酸钾、双氧水、氯化钙、丙烯酸甲酯、二硫化碳、巯基乙醇、氯化钾、氯化镁、臭氧、氯气和二氧化氮中的一种或多种。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述前驱体在碳化调节剂存在下进行加热碳化； 所述碳化调节剂包括烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物、稠环芳烃、饱和齒代烃、不饱和卤代烃、齒代芳烃、醚类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酮类化合物、羧酸类化合物、有机含氮化合物和无机含氮化合物中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烷烃为C^ C 1(|的烷烃；所述烯烃为C2?C 1(|的烯烃；所述炔烃为C2?C 1(|的炔烃；所述稠环芳烃包括萘、蒽和菲中的一种或多种；所述醚类化合物包括甲醚、乙醚、正丁醚和环氧乙烷中的一种或多种；所述醇类化合物包括甲醇、乙醇、丙醇和糠醇中的一种或多种；所述醛类化合物包括甲醛、乙醛、丙烯醛和丁醛中的一种或多种；所述酮类化合物包括丙酮、丁酮和环己酮中的一种或多种；所述羧酸类化合物包括甲酸、乙酸、丙酸、对苯二甲酸、苯甲酸和柠檬酸中的一种或多种；所述有机含氮化合物包括芳香族硝基化合物、胺类化合物、腈类化合物、重氮化合物、偶氮化合物和氨基酸中的一种或多种；所述无机含氮化合物包括碳酸铵和/或碳酸氢铵。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述碳化调节剂包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烯、甲醇、乙醇、丙醇、糠醇、三聚氰胺、双氰胺、尿素、甲胺、乙胺、乙二胺、苯胺、偶氮二异丁腈、偶氮苯、对甲氨基偶氮苯、乙腈、丁腈、丙烯腈、苯甲腈、碳酸氢铵、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸、胱氨酸、谷氨酸、精氨酸、组氨酸和色氨酸中的一种或多种。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳化调节剂为气相碳化调节剂、液相碳化调节剂和固相碳化调节剂中的一种或多种； 所述步骤C)为:向所述前驱体通气相碳化调节剂，所述前驱体在气相碳化调节剂气氛中加热碳化，得到石墨化碳材料； 所述气相碳化调节剂的通气量为I?5000mL/h ； 或 所述步骤c)为:向所述前驱体通液相碳化调节剂，所述前驱体在汽化的液相碳化调节剂气氛中加热碳化，得到石墨化碳材料； 所述气相碳化调节剂的通气量为10?4000mL/h ； 或 所述步骤c)为:所述前驱体与固相碳化调节剂混合，混合得到混合物加热碳化，得到石墨化碳材料； 所述固态碳化调节剂与步骤a)中所述碳源的质量比为(0.05?100):1。11.一种超级电容器，包括电极、隔膜和电解液； 所述电极包括权利要求1?2任一项所述的石墨化碳材料或权利要求3?10任一项所述的方法制得的石墨化碳材料。
【专利摘要】本发明属于碳材料领域，尤其涉及一种石墨化碳材料及其制备方法和超级电容。本发明提供的石墨化碳材料可以实现体相石墨化，石墨化程度为20～90％，平均孔径为2～5nm，孔隙率为1.0～1.6cm3/g，振实密度为0.2～0.5g/mL。由该石墨化碳材料制备的超级电容器表现出较高的能量密度，具有很强的实际应用价值。实验结果表明，采用本发明提供的石墨化碳材料制得的超级电容器的能量密度大于10Wh/kg，功率密度大于20kW/kg，10C倍率下10000次循环后容量衰减小于5％。
【IPC分类】C01B31/04, H01G11/34
【公开号】CN104944419
【申请号】CN201510367813
【发明人】郑超, 姜萍, 吕彬彬, 王国华, 周旭峰, 刘兆平
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月29日