沥青基多孔炭材料制备及其双电层储能性能

多孔炭作为超级电容器电极的主要材料,具有导电性好、化学稳定性高、工作温度范围广等优点。以内蒙古煤沥青(CTP)为原料,分别以K2CO3和KOH为活化剂,通过化学活化法制备多孔炭材料,优化制备工艺并比较2种活化剂制备的多孔炭在结构和电化学性能方面的差异。结果表明,K2CO3活化和KOH活化最佳制备条件均为活化温度700℃、活化时间60min、活化剂与CTP质量比为2∶1。2种活化剂制备的多孔炭在微观结构上有很大差异,KOH活化所得多孔炭(PH-T700)表面平整光滑并分布大量规则的圆孔,而K2CO3活化所得多孔炭(PC-T700)内部呈层叠交错的珊瑚状结构。与PH-T700相比,PC-T700具有更多中孔,离子扩散阻力更小。在1A/g电流密度下,PC-T700和PH-T700的比电容量分别为252.90和261.02F/g,PC-T700和PH-T700组装成纽扣型对称电容器,0.5A/g时比电容量分别为226.01和225.51F/g,且PC-T700表现出更优秀的倍率性能和循环稳定性。5000次充放电后,PC-T700和PH-T700的比电容量分别为初始值的103.77%和98.20%。输出功率达1038.46W/kg时,PC-T700能量密度仍保持7.5Wh/kg,实际使用价值高于PH-T700。

岳晓明(1984—),女,安徽淮北人,副教授,博士。E-mail:yuexiaoming@cumt.edu.cn

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岳晓明,刘天龙,赵子涵,等.沥青基多孔炭材料制备及其双电层储能性能[J].洁净煤技术,2024,30(1):101-109.

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