改性处理对煤基电容炭结构及电化学性能的影响

• 作者: 张兆华 王谦 张步勤 张风梅 张传祥 黄光许 邢宝林
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 化学
• 关键词: 超级电容器 煤基活性炭 改性 含氧官能团 电化学性能
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 127-136
• 页数: 9页
• 分类号: TQ536
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.21020201

摘要

超级电容器是一种新型储能装置，电极材料作为其关键部件一直备受关注，其中电极材料的改性处理对于高性能超级电容器的研究至关重要。以河北无烟煤为前驱体，KOH为活化剂，碱与煤的质量比为2∶1,活化温度为800℃制备具有高比表面积的煤基电容炭(2 586 m2/g)。以煤基电容炭为原料，考察了电容炭在不同温度(600～1 000℃)氢热还原过程中微观结构与表面化学性质的演变及其对电化学性能的影响。结果表明，随着氢热还原温度的升高，样品的比表面积先略微升高后逐渐降低，中孔率较原煤基电容炭相比均有不同程度的提高。其中，700℃氢热还原处理得到的样品具有较低的氧含量(0.35%)、较强的导电性、与有机电解液之间较好的润湿性以及较高的缺陷程度，电化学性能得到显著的提高，具有较高的比电容(0.5 A/g电流密度下为179 F/g)、能量密度(33.36 Wh/kg)、功率密度(1 014.75 W/kg)、倍率性能(电流密度为5 A/g时的电容保持率为58.7%)和循环稳定性(5 000次循环电容保持率为82%)。对于煤基电容炭而言，氢热还原是一种良好的改性处理方法。