[发明专利]一种超容炭的制备方法

说明书

本发明属于电极材料制备技术领域，特别涉及一种超容炭的制备方法。所述方法包括：将非合格超容炭或非合格超容炭预活化原料进行如下处理，1)在二氧化碳的气氛中进行预活化；2)将步骤1)得到的产物经冷却后与碱性化合物混合后进行活化。使用本发明的制备方法，能够以良好的收率和较低的成本制备将非合格超容炭或非将非合格超容炭预活化原料进一步转化为具有较高比表面积活性炭、球形轮廓、中值粒径和抗压强度的合格超容炭。本发明的方法操作步骤简单，能提高目标产物的性能，达到“变废为宝”的目的，具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，特别涉及一种超容炭的制备方法。

背景技术

超级电容器是一种介于二次电池和普通电容器之间的新型储电器件，兼有普通电容器和电池的双重功能，其功率密度远高于普通电池(10～100倍)，能量密度远高于传统物理电容。与普通电容器和电池相比，超级电容器具有体积小、容量大、充电速度快、循环寿命长、放电功率高、工作温度宽(-25℃～85℃)、可靠性好及成本低廉等优点，在能源、通讯、电子电力、国防等领域都有着十分广阔的应用前景，如：便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源、应急后备电源等。

活性炭具有宽泛的非特异性吸附性能，并且因此是最广泛使用的吸附剂。通常，活性炭可以来源于椰子壳、木炭和木材、泥煤、石煤、沥青、树脂等。近年来，人们开发出可用于超级电容的超级电容活性炭(又称“超容炭”)，其是一种新型高吸附活性炭，主要用于超级电容器(也称双电层电容器、电化学电容器)。应用于超级电容的超容炭需要具有较高的比表面积和容量，以及优异的电化学性能。

然而在制备球形活性炭的过程中，可能由于制备工艺或后处理方式产生因破损、强度、形貌或BET等参数不适宜作为球形活性炭和超容炭使用的炭材料，如将此类产品直接丢弃或作为普通活性炭使用，将导致生产成本升高和资源浪费。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种超容炭的制备方法，包括：将非超容炭材料进行如下处理，

1)在二氧化碳的气氛中进行预活化；

2)将步骤1)得到的产物经冷却后与碱性化合物混合后进行活化。

根据本发明的制备方法，所述非超容炭材料可以由椰子壳、木炭和木材、泥煤、石煤、沥青和/或树脂制备。

根据本发明的制备方法，所述非超容炭材料可以包括不符合超级电容器电极材料要求的炭材料，例如比表面积(BET)、形貌等中的至少一种参数不符合制备超级电容器电极材料条件的炭材料。例如，所述非超容炭材料选自活化完成后、活化完成后后处理过程中得到的非合格超容炭材料。例如比表面积不高于800m²/g的活性炭颗粒、粉末、或块状物。

根据本发明的制备方法，步骤1)的预活化在含有二氧化碳和惰性气体的混合气氛中进行。

根据本发明的制备方法，所述预活化的温度为30-1050℃，例如40-1000℃，如55-950℃，如60-800℃；所述预活化步骤的时间可以为1-24小时，例如5-15小时，如6-12小时。

优选地，预活化步骤可以在上述温度范围内，在升温的同时进行反应。升温的速度可以为不超过10℃/min，例如不超过5℃/min，如不超过3℃/min。

优选地，所述预活化可在2个或更多个温度区域依次进行，例如在2至10个温度区域依次进行。并且优选地，所述温度区域的温度彼此不相同。或者，预活化可以在梯度上升的温度下进行。

优选地，所述预活化在不同温度区域内可以具有相同或不同的升温速率，和相同或不同的保温时间。