一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料科学及电化学中活性炭的制备方法技术领域，具体设及一种基于 制作超级电容器用活性炭的制备方法。
【背景技术】
[0002] 超级电容器是一种新型储能装置，其性能介于蓄电池和传统电容器之间，具有充 电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等优点，在电动汽车、航空航天、 不间断电源等领域具有广阔的前景。活性炭成为商业化超级电容器的首选碳材料，源于其 比表面积大，孔径可控，原料来源丰富且价格低廉，同时在电化学中具有很好的稳定性等 特点。目前制作超级电容器用活性炭的制备方法主要是物理活化法、化学活化法W及物 理-化学结合活化法。物理活化法其工艺特点是：活化温度高、时间长，能耗高，与物理 活化法相比，化学活化法的工艺特点是；操作大大简化，活化温度降低，时间缩短，能耗降 低。但同时也存在活化剂成本高、设备易腐蚀、孔结构不易控制等缺点，使得其在工业生产 中产品性能受到限制，需进一步研究解决。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的问题而提供一种能提高活性炭 基超级电容器比容量的活性炭制备方法，本发明利用己醇和水混合溶剂浸溃法使得活化剂 用量降低，减少设备腐蚀，同时使得制备的活性炭具有微孔分布集中、孔隙结构便于控制等 优点。
[0004] 为解决本发明的技术难题采用如下的技术方案： 一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法，W锻前石油焦和氨氧化钟为原料，通 过粉碎、筛分、原料浸溃预处理、机械揽拌、高温活化W及水洗、酸洗、烘干工艺得到，具体步 骤如下： a、 将锻前石油焦经粉碎、过筛处理得到200-300目的锻前石油焦粉末； b、 将步骤a得到的锻前石油焦粉末与氨氧化钟混合均匀得到原料，其中锻前石油焦粉 末；氨氧化钟质量比为2. 5 - 4. 5:1 ; C、在步骤b中的原料中加入己醇和水的混合溶剂后真空浸溃处理2-化，其中己醇和水 的体积比为1:0. 5-2,原料与混合溶剂的质量比为1:1-2,然后在100-120°C下将物料中的 混合溶剂蒸干后置于预活化炉中预活化处理，在250-350°C温度时，使用机械揽拌设备对物 料揽拌，揽拌时间25-45min，然后在惰性气体保护下升温至730-85(TC进行活化处理得到 活化产物，升温速率为3-4°C /min,活化时间为30-120min，最后冷却至室温； t冷却产物经热水、酸、去离子水洗至中性后烘干，经气旋式超细磨粉机处理到所需产 物。
[0005] 所述石油焦粉末：氨氧化钟质量比为3 - 3. 5:1。
[0006] 所述己醇和水的体积比为1: 1，原料与混合溶剂的质量比为1:1. 5。
[0007] 所述步骤c中预活化处理在28(TC时使用机械揽拌设备对物料揽拌，揽拌时间 30min〇
[000引所述步骤C中活化处理时温炉的温度为780°C。
[0009] 本发明的目的是提供一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法，该方法通过 对原料粉碎、筛分、浸溃预处理、机械揽拌预活化、高温活化等工艺，使得采用石油焦制备活 性炭活化工艺得到有效控制。该方法通过己醇-水的混合溶剂浸溃工艺使得其炭碱比降至 3. 5,降低了设备腐蚀，同时制备的活性炭具有微孔分布集中，中孔率控制在20%-30%，孔径 集中在2nm左右，有利于电解液在孔道中的嵌入，产品孔隙结构得到有效控制，同时产品振 实密度稳定在0. 3 g/cm3W上，得到的活性炭制备超级电容器其比容量可达160F/g W上。
【具体实施方式】
[0010] W下结合具体的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并 不限于该些实施例。
[0011] 实施例1 一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法，W锻前石油焦(硫含量0.42%、灰分 0. 12%、挥发分11. 15%、水分0. 08%、含碳量88. 65%)和氨氧化钟为原料，依次包括如下步骤； 步骤a、将锻前石油焦粉碎，筛分得到200目的锻前石油焦粉末； 步骤b、将锻前石油焦粉末与氨氧化钟按炭碱质量比2. 5:1均匀混合得到原料； 步骤C、在步骤b中的原料中加入己醇和水的混合溶剂后真空浸溃处理化，己醇和水的 体积比为1:0. 5,原料与混合溶剂的质量比为1:1. 5,然后在110°C下将物料中的混合溶剂 蒸干后置于预活化炉中，在280°C温度时，使用机械揽拌设备对物料揽拌，揽拌时间30min， 然后在高温炉中升温至800°C在惰性气体保护下进行活化处理得到活化产物，活化时间为 60min，升温速率为3°C /min,最后冷却至室温； 步骤t冷却活化产物，经热水、酸、去离子水洗至中性，烘干，经气旋式超细磨粉机处理 后即得到超级电容器用活性炭。
[0012] 实施例2 一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法，W锻前石油焦(硫含量0.42%、灰分 0. 12%、挥发分11. 15%、水分0. 08%、含碳量88. 65%)和氨氧化钟为原料，依次包括如下步骤； 步骤a、将锻前石油焦原料粉碎，筛分得到300目的锻前石油焦粉末； 步骤b、将锻前石油焦粉末与氨氧化钟按碱炭质量比3:1均匀混合得到原料； 步骤C、在步骤b中的原料中加入己醇和水的混合溶剂后真空浸溃处理化，己醇和水的 体积比为1:2,原料与混合溶剂的质量比为1:1，然后在120°C下将物料中的混合溶剂蒸干 后置于预活化炉中，在250°C温度时，使用机械揽拌设备对物料揽拌，揽拌时间45min，然后 在惰性气体保护下升温至730°C进行活化处理得到活化产物，升温速率为SC /min,活化时 间为120min，最后冷却至室温； 步骤t冷却活化产物，经热水、酸、去离子水洗至中性，烘干，经气旋式超细磨粉机处理 后即得到超级电容器用活性炭。
[0013] 实施例3 一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法，W锻前石油焦(硫含量0.42%、灰分 0. 12%、挥发分11. 15%、水分0. 08%、含碳量88. 65%)和氨氧化钟为原料，依次包括如下步骤； 步骤a、将锻前石油焦原料粉碎，磨粉，得到300目的锻前石油焦粉末； 步骤b、将锻前石油焦粉末与氨氧化钟按碱炭质量比3. 5:1均匀混合得到原料； 步骤C