蜂巢状多孔明胶制备高性能超级电容器用活性炭

近年来,以生物质为前驱体来制备碳材料因其资源丰富、廉价易得、无污染且可再生等优点而引起人们的广泛关注。本文将生物质明胶制备成呈蜂巢状的多孔结构,并以此为前驱体经碳化、活化制备活性炭。研究表明,与商品化明胶相比,由多孔明胶所制备的活性炭其比表面积(可高达3692 m^2?g1)及超级电容器性能均有明显提升。在6 mol?L^(-1) KOH水溶液中,由多孔明胶经600°C碳化、700°C KOH活化所制备的活性炭,在1 A?g^(-1)的放电容量为357 F?g^(-1),即使在100 A?g^(-1)的大电流密度下,其比电容仍可维持在227 F?g^(-1)。活性炭样品也表现出优异的循环稳定性,在10 A?g^(-1)下经7500圈循环稳定性测试后,其初始容量保持率高达93.0%。而且,以该活性炭组装的对称型超级电容器,在250、2500及25000 W?kg^(-1)的功率密度下,其能量密度分别为10.3、9.7和8.2 Wh?kg^(-1);在10 A?g^(-1)下经10000次循环后,容量保持率高达97.6%。这些研究结果表明由蜂巢状多孔明胶所制备的活性炭在高性能超级电容器中具有巨大的应用潜力。