1.本發明屬于電極材料制備技術領域,具體涉及一種使用石墨烯改性多孔碳制備超級電容炭的工藝方法。
背景技術:
2.雙電層電容器是近幾年發展起來的一種介于傳統電容器和二次電池之間的新型電能存儲裝置,它通過電極/電解液界面雙電層中離子的可逆吸脫附來儲存電荷。其功率密度可達10*103w/kg,是電池的10倍以上,此外,它還具有循環壽命長(》106次)、功率密度高、環境友好和工作溫度范圍寬等優點,因此引起了研究者的廣泛關注。
3.電極材料,作為決定電容器電荷存儲能力的活性物質,是影響整個雙電層電容器性能的核心因素。最常見的電極材料為多孔碳材料,這些材料包括多孔碳、碳納米管、模板碳和石墨烯等。其中多孔碳具有原料廣泛、價格低廉、比表面積大、孔隙豐富等特點,是目前唯一得到商業化應用的電極材料。但多孔碳存在導電性能差、孔徑分布不合理(多孔碳的微孔結構貢獻了主要的比表面積,而離子在微孔中的遷移阻力較大)、傳統多孔碳制作的超級電容器散熱性能不理想、結構穩定性不佳等問題,影響電容器的功率密度、倍率性能和使用壽命。所以,開發高效新型碳材料是提升雙電層電容器性能的有效途徑之一。
4.石墨烯材料具有高的理論比表面積(2630m2/g)、極高的載流子遷移率(20000cm2/v.s)、熱導系數高(約5000w/m.k)和優異的化學穩定性,是一種理想的電極材料。然而,石墨烯由于片層之間范德華力的相互作用容易發生堆疊導致其比表面積遠遠低于理論值。無法提供足夠的活性點位儲存電荷,因此將其用作電容器電極材料時,比容量較低。采用koh活化,可有效提高石墨烯的比表面積,獲得具有高比表面積的多孔碳材料。
5.現有技術中石墨烯包覆多孔碳形成復合物通常有以下幾種方法:
6.采用石墨烯與多孔碳固相物理混合,但這種方法存在石墨烯分散性差、電極密度低、電極易開裂等問題,該方式中石墨烯無法提高多孔碳材料的導電性,復合材料內阻相較于多孔碳內阻變化不大,且復合材料比容量提升有限。
7.采用多孔碳和氧化石墨烯溶液液相分散,然后抽濾,最后將多孔碳和氧化石墨烯在惰性氣體保護下還原成石墨烯/多孔碳復合物。該方法制備的石墨烯/多孔碳復合物結構易造成破壞,其機械穩定性不高。
8.因此,開發高效的石墨烯/多孔碳復合工藝是決定其在雙電層電容器產業中應用成敗的關鍵。
技術實現要素:
9.本發明的目的在于提供一種使用石墨烯改
聲明:
“使用石墨烯改性多孔碳制備超級電容炭的工藝方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)