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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
神东低阶煤基电容炭材料的制备及超级电容器应用性能
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  • 作者

    王斌李晓明孙国华

  • 单位

    国能神东煤炭集团有限责任公司中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司中国科学院山西煤炭化学研究所

  • 摘要
    为研究材料的比表面积和微孔孔容对低阶煤基电容炭电化学性能的影响,通过调控氢氧化钾(KOH)和神东低阶煤的比例,以固相活化法制备了系列不同微孔比例的低阶煤基电容炭。利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、元素分析(EA)和氮气吸附/脱附(NADS)技术对所制备电容炭材料进行组分分析和孔结构表征,采用恒流充放电(GCD)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等测试手段评价其超级电容性能。结果表明:随着碱炭比的升高,所制备电容炭材料的比表面积和总孔容均呈现增加的趋势(最高分别为2736.20 m2/g和1.2968 cm3/g)。而当碱/煤比例为1.6:1时,获得的煤基电容炭的比表面积为2517.80 m2/g、微孔比表面积为2485.59 m2/g,占比高达98.72%,此时为微孔孔容最大即0.0648 cm3/g。此时,煤基电容炭在有机电解液两电极体系中表现出高比容量特性,在0.05 A/g的电流密度下达到173.8 F/g,在10 A/g下仍保留有159.4 F/g的比容量,保留率为91.72%。通过CV曲线可以看出,电容炭的充放电可逆性良好,具有典型的双电层电容特性,对称型超级电容器具有较高的能量/功率密度(40.35 Wh/kg/6750 W/kg),是一种理想的超级电容器用电极材料。
  • 关键词

    低阶煤化学活化超级电容炭微孔结构功率密度

  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 实验原料
    1.2 低阶煤基电容炭的制备
    1.3电容炭物化性能的表征
    1.4 电极的制备及对称型超级电容器的组装
    1.5 电化学性能测试及计算方法
    2 结果与讨论
    2.1 微观结构分析
    2.1.1 SEM和TEM分析结果
    2.1.2 孔结构分析结果
    2.1.3 XRD,Raman和XPS光谱分析结果
    2.2 电化学性能分析
    3 结 论
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