一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110357092A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910491068.7(22)申请日2019.06.06(71)申请人宁波中车新能源科技有限公司地址315112浙江省宁波市鄞州区五乡镇时代路199号(72)发明人阮殿波于学文乔志军丁升(74)专利代理机构宁波市鄞州盛飞专利代理事务所(特殊普通合伙)33243代理人洪珊珊王玲华(51)Int.Cl.C01B32/318(2017.01)H01G11/34(2013.01)H01G11/44(2013.01)H01G11/86(2013.01)H01G11/30(2013.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用，属于电极材料技术领域，该活性炭表面键合纳米材料，并通过如下方法进行制备：将异丙醇铝加入到去离子水中，加热、搅拌溶解，同时滴加酸液，继续加热、二次搅拌得溶胶；将溶胶与商用活性炭混合后进行球磨处理得混料，再将混料转移至炭化炉中，炭化处理得超级电容器用活性炭。材料制备过程简单，能够在现有商品化超级电容器用活性炭材料的设备中完成工程化制备、生产。CN110357092ACN110357092A权利要求书1/1页1.一种超级电容器用活性炭，其特征在于，所述活性炭表面键合纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用活性炭，其特征在于，所述活性炭的表面官能团含量≤0.5meq/g。3.根据权利要求1所述的一种超级电容器用活性炭，其特征在于，所述纳米材料包括Al2O3。4.根据权利要求3所述的一种超级电容器用活性炭，其特征在于，所述Al2O3的含量为1-5％。5.一种如权利要求1所述的超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将异丙醇铝加入到去离子水中，加热、搅拌溶解，同时滴加酸液，继续加热、二次搅拌得溶胶；将溶胶与活性炭混合后进行球磨处理得混料，再将混料转移至炭化炉中，炭化处理得超级电容器用活性炭。6.根据权利要求5所述的一种超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80-90℃，搅拌溶解的时间为1-3h，二次搅拌的时间为24-48h。7.根据权利要求5所述的一种超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于，所述酸液包括硝酸，浓度为68-72％。8.根据权利要求5所述的一种超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于，所述炭化处理时，以3-5℃/min的升温速率升至750-900℃后，恒温炭化2-10h。9.根据权利要求5所述的一种超级电容器用活性炭的制备方法，其特征在于，所述异丙醇铝与活性炭的质量比为2-10:100。10.一种如权利要求1所述的超级电容器用活性炭在超级电容器中的应用，其特征在于，所述超级电容器包括电极浆料，所述电极浆料的原料包括超级电容器用活性炭。2CN110357092A说明书1/4页一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用，属于电极材料技术领域。背景技术[0002]作为一种介于电容器与锂离子电池间的新型储能器件，超级电容器因具有功率密度高、循环寿命长、工作温度宽等突出优势使得其在轨道交通、风力发电、港口机械、军工等领域具有广泛的应用与市场前景。但能量密度偏低的缺点极大程度上限制了该器件的大规模应用，根据E＝0.5CV2可知，提升产品工作电压能够迅速、有效的提升产品的能量密度，而超级电容器用活性炭的工作电压直接关系到储能器件电压的提升与否。[0003]目前，对于高电压超级电容器用活性炭主要采用“高温石墨化”、“氢气高温还原”等方法，以“去除材料表面官能团”、“提高材料结晶度”的方式实现“高电压”。但是考虑到活性炭在后续使用过程中需要长时间接触“空气”，活性炭材料表面不可避免的会被“二次氧化”，最终使得现有商品化炭材料的工作电压限制在2.7V以下，无法从规模化应用的角度实现3.0V电压及以上的应用。发明内容[0004]针对上述存在的问题，本发明提供一种高耐压超级电容器用活性炭及其制备方法和应用。[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0006]一种超级电容器用活性炭，所述活性炭表面键合纳米材料。[0007]作为优选，所述活性炭的表面官能团含量≤0.5meq/g。[0008]进一步优选，所述活性炭的比表面积为1500-1900m2/g。[0009]进一步优选，所述活性炭的平均粒径分布为5-12μm。[0010]进一步优选，所述活性炭的平均孔径为1.0-2.5nm。[0011]进一步优选，所述活性炭的前驱体为椰壳、酚醛树脂中的一种或多种。