沥青基多孔炭材料的制备及在超级电容器中的应用进展

沥青是由富含稠环芳烃的系列碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物,具有较高的碳含量。开发沥青作为炭材料前体,用于制备超级电容器炭电极材料,既拓展了沥青的应用市场及提升其附加值,更是响应国家对于新型能源利用的需求。本文首先对超级电容器的储能机理进行了阐述,探讨了影响超级电容器用炭材料电化学性能的结构因素及规律,概述了沥青的组成、结构模型、来源及其应用。然后综述了沥青基多孔炭用作超级电容器电极材料的研究进展,并对活化法、模板法及熔盐法等方法制备沥青基多孔炭的特点与进展进行了分析,着重对沥青基多孔炭材料的改性研究进行了总结。最后指出了沥青基多孔炭材料作为超级电容器电极材料的发展优势及不足,建议对沥青原料进行预处理联合炭化后脱除金属杂原子,以获得稳定长循环寿命的电容炭;加强对沥青中四组分炭化成炭规律的研究,以提高沥青基超容炭材料的成炭率;KOH活化法与其他活化方法相结合,以期在获得高性能活性炭基础上减少对设备的损耗与环境的影响。

高比容量酚醛树脂基介孔炭@NiCo_(2)S_(4)制备及电容性能

以甲醛和间苯二酚为碳前驱体,以尿素为氮源,制备出一种酚醛树脂基氮掺杂介孔炭微球(NMC)。然后在其上通过水热法合成NMC@NiCo_(2)S_(4)复合材料。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、N_(2)吸附、X射线衍射及扫描电子显微镜对NMC@NiCo_(2)S_(4)的结构进行了研究。将其作为活性物质组装成三电极进行了电化学性能测试。结果显示,当电流密度为1 A/g时,该复合材料比电容高达1010.17 F/g。在1000次充放电循环后,电容保持率为113.28%。所得NMC@NiCo_(2)S_(4)可作为高性能超级电容器电极材料。