多孔炭电极的结构特性与其电化学性能.pdf

研 究 与 设 计 多孔炭电极的结构特性与其电化学性能 , , 郭春雨,易 炜,韩 宇 付亚娟 刘兴江 (中国电子科技集团公司第十八研究所,天津 300381 ) 摘要:以中间相炭微球作为前驱体,在不同条件下进行炭化预处理,再经过化学活化热处理制备活性中间相炭微球,以 此为电极材料组装超级电容器并进行电化学测试。研究发现:中间相炭微球的碳层取向随着炭化温度的升高而趋于规 整,碳质前驱体整体抵御活化剂刻蚀的能力加强,表现为活化收率随炭化预处理温度的升高而增加,而比表面积和孔 2 50mA/cm 1 容则呈下降趋势;经过炭化预处理的活性炭微球系列样品具有良好电容保持率,在 放电时电容下降仅为 2 30% mA/cm 条件下的 ;将活性炭微球的碘吸附值与双电层比电容进行线性拟合,发现碘值与比电容具有良好的线性 相关性。 关键词:中间相炭微球;炭化;活化;超级电容器;比电容;碘吸附值 TM53 A 1002-087X(2008)02-0102-04 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: carbonaceouselectrodes GUOChun-yuYIWei, HANYu, FUYa-juan, LIUXing-jiang , 2 2 mA/cm andspecificcapacitance. iodineadsorptionvalue 通常情况下,材料的性质取决于材料的结构。就活性炭材 备条件与多孔炭结构之间的联系时,前驱体结构的因素也掺 料[1] 而言,其功能性质(包括在气相或液相中对不同尺寸分子 杂其中,使得科学问题复杂化。本文通过热缩聚反应制备并分 )在很大程度上取决于活性炭的结构(包 [8-9] 或离子的吸附性能 离中间相炭微球 ,筛选出窄粒度分布的炭微球具有结构的 括比表面积、孔径分布等)。多年来,研究者们选取不同的碳 均一性,以此作为多孔炭制备的前驱体,在一定程度上避免了 质前驱体、采用不同的制备方法对多孔炭形成机理进行了深 前驱体结构差异的因素给后续研究工作带来的负面影响,可 [2-7] 入的探讨与研究 ,研发出超高比表面积活性炭、中孔活性 以更加客观地探讨炭化、活化等热处理条件与多孔炭材料性 炭、窄孔径分布活性炭等多种多孔炭材料。其中,碳质前驱体 能之间存在的规律,进而为多孔炭在超级电容器中的应用研 以木质原料,如椰壳、杏壳、桃核等或以树脂类原料,如酚醛树 究提供理论支持和数据支持。 脂等为主流,经过炭化、活化等热处理手段进行多孔炭的制 1实验 备。由于上述碳质前驱体的结构复杂,即便是同样的椰壳原料 1.1 中间相炭微球的制备 或者同等固化条件制备的酚醛树脂,其间也存在着一定的结 , 4