一种高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法
【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-醋酸乙烯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-醋酸乙烯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。
【专利说明】一种高电容量的超级电容用多孔炭的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]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】。
[0003]
【背景技术】
[0004]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，这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，它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能特性。
[0005]按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器:双电层型超级电容器，包括1.活性碳电极材料，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、毡等经过增强，喷涂或熔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，可以制得非常优良的超级电容器电极。赝电容型超级电容器: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Ni0x、Mn02、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、PAn1、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极，以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度，目前除NiOx型外，其它类型多处于研究阶段，还没有实现产业化生产。
[0006]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。
[0007]
【发明内容】
[0008]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:
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:
第I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-醋酸乙烯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I~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。
[0009]作为优选，第4步中，碳化的温度是400~500°C。
[0010]作为优选，第4步中，碳化的时间是3~5小时。
[0011]作为优选，第5步中，活化的温度是600~800°C。
[0012]作为优选，第5步中，活化的时间是I~3小时。
[0013]有益效果 本发明通过采用乙烯-醋酸乙烯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。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]实施例1
第I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-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物按照重量比20:2混合均匀，升温至140°C后，边搅拌边保温lh，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，碳化的温度是400°C，碳化的时间是3小时，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，活化的温度是600°C，的时间是I小时，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。
[0016]实施例2
第I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-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物按照重量比20:4混合均匀，升温至150°C后，边搅拌边保温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1:3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，碳化的温度是500°C，碳化的时间是5小时，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，活化的温度是800°C，的时间是3小时，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。
[0017]实施例3
第I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-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物按照重量比20:3混合均匀，升温至145°C后，边搅拌边保温2h，得到改性细粉；
第3步、将改性细粉与氢氧化钾按照重量比1:2.5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，碳化的温度是450°C，碳化的时间是4小时，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，活化的温度是700°C，的时间是2小时，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。
[0018]对照例
对照例中示通过乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物对石油焦细粉进行改性。
[0019]第I步、将石油焦粉碎、研磨后，取600目~800目之间的细粉；
第2步、将细粉与氢氧化钾按照重量比1:2.5混合均匀，研磨后，作为混合粉末；
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，碳化的温度是450°C，碳化的时间是4小时，得到碳化物；
第4步、将碳化物置于活化炉中，在氮气的保护下，进行活化，活化的温度是700°C，的时间是2小时，得到活化物；
第5步、将活化物用去离子水清洗至中性，烘干，再研磨至1000目以下，即得到多孔炭。
[0020]性能试验
【权利要求】
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I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-醋酸乙烯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I~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I~3小时。
【文档编号】C01B31/10GK103723726SQ201310603878
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】袁宏亮 申请人:沃太能源南通有限公司