[发明专利]一种储能用多孔炭材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种具有片状堆积的物相结构、孔壁表面边缘碳原子富集、孔结构可控的特殊炭材料的制备方法。以特殊中间相沥青为炭前驱体，将炭前驱体与无机模板以一定方式混合均匀，在一定温度下保温0.5～10小时，再以5～20℃/min的速率将电炉升温至900℃，保温1～2小时。去除模板，制得具有特殊物相、表面及孔结构特征的炭材料。再在1500～2600℃范围对炭材料进行热处理，调节炭材料的石墨化度。这种炭材料的制备方法具有原料易得、工艺简单的优点；作为超级电容器电极材料，在6mol/LKOH溶液中，炭材料的质量比电容达220F/g，单位面积比电容接近45μF/cm²，并具有良好的高功率工作性能；作为锂离子电池负极，其可逆容量达到485mAh/g并具有良好的高功率工作性能。

主权项

1、一种可用于超级电容器及锂离子电池炭负极的新型炭材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以合适孔径及孔体积的二氧化硅为模板，以中间相沥青为炭前驱体。(2)根据所用无机模板的孔体积，将中间相沥青与多孔二氧化硅模板按一定比例在研钵中研磨混合均匀，备用。(3)根据所用模板的孔体积，将适量的中间相沥青溶于丙酮、四氢呋喃等有机溶剂，将上述无机模板在100℃下真空干燥1小时，再浸入炭前驱体溶液中0.5小时。经过滤后，将浸泡过的无机模板在一定温度下真空干燥1小时，再浸入炭前驱体溶液中0.5小时。如此反复数次后，备用。(4)步骤(1)、(2)得到的样品采用相同的热处理程序。将样品放入管式炉，99.99％氮气保护，以2～5℃/min的升温速率将电炉升温至约300℃，保温0.5～10小时，然后以5～20℃/min的升温速率将电炉升温至900℃，保温1～2小时，氮气保护下冷却至室温。(5)用30％氢氟酸处理步骤(4)得到的样品，去除二氧化硅模板，过滤，水洗滤渣至中性，100℃干燥，制得具有片状堆积结构的多孔炭材料。(6)对步骤(4)制得的炭材料再进行1500℃、1800℃、2400℃、2600℃热处理，调节炭材料的石墨化度。