太西無煙煤制備超級電容器用功能活性炭技術(shù)研究.pdf

1、超級電容器兼有普通電容器功率密度大和二次電池能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，并且充放電迅速、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、免維護(hù)且環(huán)境友好，在航空航天、軍事、工業(yè)及民用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　活性炭是目前制備超級電容器電極的主要原料，而太西無煙煤制備活性炭早已工業(yè)化并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高水平生產(chǎn)。本研究以太西低灰分無煙煤為原料，發(fā)揮原料煤獨(dú)特的煤質(zhì)優(yōu)勢，在現(xiàn)有柱狀活性炭常規(guī)生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)出制備超級電容器用功能活性炭的工藝技術(shù)路線，并研究獲取

2、優(yōu)化的工藝技術(shù)指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)太西煤的高附加值轉(zhuǎn)化。
　　研究以太西低灰無煙煤和超低灰潔凈無煙煤為主要原料，采用不同類型金屬鹽及其復(fù)配鹽的添加，通過最終金屬鹽活性炭的結(jié)構(gòu)性能表征，獲取活性炭制備過程中的微觀轉(zhuǎn)化機(jī)制，并以活性炭為原料，制備電極用超級活性炭，研究制備條件對電極電化學(xué)性能的影響，最終得出太西煤制備電極用功能活性炭的技術(shù)工藝條件。具體結(jié)果如下：
　?。?）低灰無煙煤添加金屬鹽制備活性炭，合適的金屬鹽種類、適宜添加量，

3、能增大電極用活性炭有效孔（中孔）的比例，增大被電解質(zhì)溶液潤濕的能力，進(jìn)而全面提高電極的電化學(xué)性能。在各種添加劑中，以含錳金屬鹽添加劑對活性炭孔結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)最為有效。
　?。?）錳鹽的存在影響了“石墨微晶”的生長，導(dǎo)致其大小不一、形狀各異并雜亂排列。尚未形成石墨微晶的單一網(wǎng)平面碳和非組織碳以及錳的氧化物晶體雜亂堆積，使得含錳活性炭在三維空間上表現(xiàn)為亂層結(jié)構(gòu)，孔隙度增加。
　?。?）在錳鹽添加量3％、水蒸氣的用量為0.75 g H