一种超级电容活性炭及三步法物理活化制备方法

    公开(公告)号:CN109592680B

    公开(公告)日:2021-05-11

    申请号:CN201910075850.0

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种超级电容活性炭及三步法物理活化制备方法。该方法利用椰壳炭化料为原料,通过预活化、活化造孔、孔径调节修饰三步法制备活性炭。本发明制备的活性炭粉末具有高达0.8~1.0cm3/g的孔容量,孔体积占比达到40~60%,主要孔径分布峰值在1~2nm范围,孔径分布为0~2nm范围的微孔占比达55~65%,微孔的分布均匀、致密,比表面积达到1600~1900m2/g。本发明的方法新颖简单,可用于物理活化法制备超级电容器电极材料用活性炭,成本低廉,产率较高,使高性能活性炭绿色环保制备方法成为可能,并可用于工业化连续大规模生产。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标全面超过目前市售高性能产品,处于国内、国际先进水平。

    一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法

    公开(公告)号:CN109850892B

    公开(公告)日:2020-12-08

    申请号:CN201910075207.8

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法。该方法以椰壳炭化料为原料,并通过物理活化造孔方法获得多孔活性炭后,经过CO2气氛中多次反应制备一次去表面官能团后的高导电性活性炭半成品;然后将需要经过酸洗去杂的半成品进行酸洗后再次在还原或保护气氛下去官能团处理,最终制备出超级电容用高导电性活性炭。本发明制备的活性炭粉末在100MPa压力下制片电阻率仅0.17~0.28Ω·cm,以此制备的双电极超级电容器内阻为0.15~0.25Ω,满足高性能超级电容器电极材料使用。本发明的方法新颖简单,可用于工业化连续大规模生产,成本低廉。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标处于国内、国际先进水平。

    一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法

    公开(公告)号:CN109850892A

    公开(公告)日:2019-06-07

    申请号:CN201910075207.8

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法。该方法以椰壳炭化料为原料,并通过物理活化造孔方法获得多孔活性炭后,经过CO2气氛中多次反应制备一次去表面官能团后的高导电性活性炭半成品;然后将需要经过酸洗去杂的半成品进行酸洗后再次在还原或保护气氛下去官能团处理,最终制备出超级电容用高导电性活性炭。本发明制备的活性炭粉末在100MPa压力下制片电阻率仅0.17~0.28Ω·cm,以此制备的双电极超级电容器内阻为0.15~0.25Ω,满足高性能超级电容器电极材料使用。本发明的方法新颖简单,可用于工业化连续大规模生产,成本低廉。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标处于国内、国际先进水平。

    一种椰壳超级电容高纯活性炭的工业化制备逐级纯化方法

    公开(公告)号:CN109592681A

    公开(公告)日:2019-04-09

    申请号:CN201910075186.X

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种椰壳超级电容高纯活性炭的工业化制备逐级纯化方法。该方法针对椰壳炭化料,考虑不同类型杂质,通过引入氧化物与体系内混合型杂质发生反应生成低共熔相而进行分离、通过表面打磨去除表层杂质相、通过酸洗消除内层或晶格中的酸溶性杂质以及通过还原反应去除在碳结构上形成的官能团杂质,大幅降低杂质含量,制得的高纯活性炭中杂质含量~0.15wt%,且本发明不影响普通物理活化方法造孔的基本特性,可保持活性炭原有的比表面积,此外,该方法成本低廉,可用于工业化连续大规模物理活化法生产活性炭。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用高纯活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标及纯度超过目前市售高性能产品,处于国内、国际先进水平。

    一种活性炭超级电容器电极材料控制形成纳米晶的工业化制备方法

    公开(公告)号:CN113104848A

    公开(公告)日:2021-07-13

    申请号:CN202110321493.9

    申请日:2021-03-25

    Abstract: 本发明公开了一种活性炭超级电容器电极材料控制形成纳米晶的工业化制备方法。该方法是在原有工业化制备逐级纯化工艺结束后,继续在线控制气氛组成及气氛与碳的反应能力以控制孔壁厚度,从而控制活性炭关键孔径在1.2~2nm范围内,孔壁厚度在1.2~1.3nm,并形成晶粒尺度为1.13~1.16nm范围的纳米晶相,保证了独立纳米晶碳层边缘大量暴露在孔中,大幅增加电解液离子的插入通道。制得的活性炭处理后制备的超级电容器能量密度为25.48~28.83Wh/k,具有较高的能量密度。这种方法制备的纳米晶活性炭在高性能超级电容器领域具有巨大的应用价值。相较于目前市售超级电容器电极材料用活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标及性能超过目前市售产品,处于国内、国际先进水平。

    一种椰壳超级电容高纯活性炭的工业化制备逐级纯化方法

    公开(公告)号:CN109592681B

    公开(公告)日:2020-06-16

    申请号:CN201910075186.X

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种椰壳超级电容高纯活性炭的工业化制备逐级纯化方法。该方法针对椰壳炭化料,考虑不同类型杂质,通过引入氧化物与体系内混合型杂质发生反应生成低共熔相而进行分离、通过表面打磨去除表层杂质相、通过酸洗消除内层或晶格中的酸溶性杂质以及通过还原反应去除在碳结构上形成的官能团杂质,大幅降低杂质含量,制得的高纯活性炭中杂质含量~0.15wt%,且本发明不影响普通物理活化方法造孔的基本特性,可保持活性炭原有的比表面积,此外,该方法成本低廉,可用于工业化连续大规模物理活化法生产活性炭。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用高纯活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标及纯度超过目前市售高性能产品,处于国内、国际先进水平。

    一种超级电容活性炭及三步物理活化制备方法

    公开(公告)号:CN109592680A

    公开(公告)日:2019-04-09

    申请号:CN201910075850.0

    申请日:2019-01-25

    Abstract: 本发明公开了一种超级电容活性炭及三步物理活化制备方法。该方法利用椰壳炭化料为原料,通过预活化、活化造孔、孔径调节修饰三步法制备活性炭。本发明制备的活性炭粉末具有高达0.8~1.0cm/g的孔容量,孔体积占比达到40~60%,主要孔径分布峰值在1~2nm范围,孔径分布为0~2nm范围的微孔占比达55~65%,微孔的分布均匀、致密,比表面积达到1600~1900m2/g。本发明的方法新颖简单,可用于物理活化法制备超级电容器电极材料用活性炭,成本低廉,产率较高,使高性能活性炭绿色环保制备方法成为可能,并可用于工业化连续大规模生产。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用活性炭同类产品,本技术产品性能关键指标全面超过目前市售高性能产品,处于国内、国际先进水平。

    一种超级电容电极材料活性炭的碳环层层间距扩展处理制备方法

    公开(公告)号:CN113060729A

    公开(公告)日:2021-07-02

    申请号:CN202110321714.2

    申请日:2021-03-25

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种超级电容电极材料活性炭的碳环层层间距扩展处理制备方法。该方法通过对三步法物理活化工艺制得的成品活性炭进行处理,结合CO2与C在一定的高温下不易发生剧烈氧化作用的特点,通过引入二氧化碳气氛,以及通过控制反应温度及延长煅烧时间来产生较弱的反应以在碳环层中形成空位(缺陷)使碳层之间的范德瓦尔斯键层间力下降,以调控石墨碳环层的层间距。制得的活性炭碳环层间距在0.384~0.405nm之间,远大于正常石墨0.335nm碳环层层间距,这种活性炭作为超级电容器电极材料使用时,为超级电容器电解质离子在碳环层之间的插入提供了机会,增加了有效比表面积,提高了比容量,因而可以此制备得到高能量密度的超级电容器。

    具有(111)取向生长NZFO晶相柱阵列的BTO/NZFO复相多铁薄膜及制备方法

    公开(公告)号:CN112713238A

    公开(公告)日:2021-04-27

    申请号:CN202011504188.5

    申请日:2020-12-18

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有(111)取向NZFO晶相柱阵列分布的BTO/NZFO复相多铁薄膜,首先通过溶胶‑凝胶法制得溶胶前驱体,接着在单晶硅基板上以旋涂方法制备首层薄膜,经过紫外臭氧预处理,再在快速升温炉中通过结合控制首层膜沉积厚度以及在高温下热处理,控制在首层膜层中实现包括分相、异相成核等过程,原位制备具有两相分离结构且NZFO结晶并具有(111)取向的诱导膜层,之后经过多步重复旋涂‑热处理过程获得复相膜,在复相膜上再覆盖BTO纯相膜以使其填充在NZFO晶相柱之间,本发明这种复相加单相的多层结构膜,成功实现了BTO/NZFO复相薄膜材料1‑3型微结构的原位形成,材料具有很高的磁电耦合效应。外加磁场作用下,在铁电相BTO居里点处获得高达40%的磁化突变,具有重要意义。

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