專利名稱：介質(zhì)碳電極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空心球介孔碳電極材料及其制備方法，屬于無機納米材料、電化學(xué)和新能源材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種新型儲能系統(tǒng)，兼具常規(guī)電容器和電池這兩種儲能裝置的優(yōu)勢，具有較高的功率密度和能量密度。且與二次電池相比，超級電容器具有漏電流小、充放電時間短、比功率高和循環(huán)壽命長等特點，可與二次電池組成混合電源系統(tǒng)用于滿足電動汽車在啟動、加速、爬坡時對充放電時間短要求。因此，超級電容器日益弓I起人們的廣泛關(guān)注和研究興趣。電極材料是決定超級電容器性能的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)超級電容器的儲能機理一即雙電層電容機理，理論上，比電容值隨著電極材料比表面積的增加而增大。因此，具有大比表面積和良好導(dǎo)電性的碳材料成為超級電容器電極材料研究的熱點。其中，活性炭因其具有很高的比表面積成為研究最早、最廣泛的碳電極材料。但是，其電化學(xué)電容性能并不理想，特別是功率輸出性能較差。歸其原因，主要在于活性炭中孔徑分布不均，且具有很高的微孔比重。其過小的孔徑阻礙了電解液對碳表面的浸潤和電解液在孔道中的傳輸。因此，近年來對碳凝膠、碳納米管、有序介孔碳等新型碳材料的研究成為了熱點。目前的研究結(jié)果表明，具有較大的孔徑和高孔容積率的大比表面積的介孔碳材料具有較高的能量密度和良好的功率輸出性能。目前，制備介孔碳的方法主要有三種:催化活化法、混合聚合物碳化法和模板法。由于催化活化法和混合聚合物碳化法制備所得樣品存在大量微孔使其介孔率相對較低，且很難對其孔結(jié)構(gòu)進行調(diào)控，因此，模板法常被用于介孔材料的制備。但是，由于模板法過程繁瑣、成本高，且有毒污染性強。而現(xiàn)有研究結(jié)果表明，電極材料的電容性能主要與比表面積利用率有關(guān)，而與有序、無序程度無直接關(guān)系。因此，結(jié)合上述分析及目前存在的問題，本發(fā)明旨在尋找一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的大介孔碳的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于獲得一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的大介孔碳。本發(fā)明的第二目的在于獲得一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的大介孔碳的新方法。本發(fā)明的第三目的在于獲得一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的介孔碳電極材料的電極。本發(fā)明的第四目的在于獲得一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料在電容制品中的應(yīng)用。
本發(fā)明的第一方面提供一種介孔碳電極材料，所述介孔碳電極材料的介孔率不低于80%，且具有由10-20nm的介孔和3_6nm的孔壁構(gòu)成的納米空心球孔結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述空心球孔結(jié)構(gòu)是由均一的納米空心球組成,空心球孔結(jié)構(gòu)是由10-20nm的介孔和3_6nm的孔壁構(gòu)成。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述介孔碳電極材料的比表面積大于55011 -1之間，孔容大于1cm3g-1之間。本發(fā)明的第二方面提供一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料的制備方法，包括如下步驟:(I)提供含碳源和造孔劑的凝膠；(2)將所述凝膠在100-200°C預(yù)碳化，然后在保護氣體下碳化，其中碳化溫度不低于500°C，碳化時間2-6小時；得到碳化產(chǎn)物；(3)用酸洗滌所述碳化產(chǎn)物后，進行后處理獲得所述介孔碳電極材料，所述后處理包括分離、水洗、或干燥步驟。在一個具體實施方式
中采用下述方法進行制備介孔碳電極:制備含碳源和造孔劑的凝膠；將步驟(I)所得凝膠先在100-20(TC預(yù)碳化，然后在保護氣體下碳化，碳化溫度450-650°C，碳化時間2-6小時；用酸洗滌步驟(2)所得產(chǎn)物后，分離，水洗，干燥。 在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述碳源為碳的聚合物、含碳高分子或大分子。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述碳源為糖類碳源或是醇類碳源。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述造孔劑為高錳酸鹽，按與碳源摩爾比
0.25~I 添加 ο在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，選用的高錳酸鹽為高錳酸鉀，高錳酸納或高錳酸銨。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述步驟(I)的凝膠的制備過程中，采用的溶劑為去離子水和/或有機溶劑；和/或所述步驟(2)的保護氣體為惰性氣體，優(yōu)選氮氣、氬氣或其組合；和/或所述步驟(3)的酸為鹽酸、硝酸等。本發(fā)明的第三方面提供一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料的電極。在一個具體實施方式
中，所述電極包括本發(fā)明的介孔碳電極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。在一個具體實施方式
中，將所得碳電極材料、導(dǎo)電劑(如炭黑、乙炔黑等，在此采用乙炔黑)和粘結(jié)劑(如聚四氟乙烯、羧酸甲基纖維素、聚乙烯醇等，在此采用聚四氟乙烯)按照質(zhì)量比8:1:1混合，滴加一定 量1-甲基-2吡咯烷酮或乙醇并充分研磨均勻后，將其壓制在泡沫鎳、鎳片、銅片等集流體上，在真空干燥箱80°C干燥12小時，即制成超級電容器用電極。在一個具體實施方式
中，本發(fā)明的電極的在中性電解液中比電容值可到250Fg_l，以循環(huán)伏安法測定。
本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料在電容制品中的應(yīng)用。


圖1為不同制備條件所得介孔碳電極材料的孔徑分布曲線圖。圖示表明，該方法制備所得樣品均具有較為均一的孔徑和孔壁厚，且樣品MCl-500-3h孔徑最大，而MC2-500-6h 的最小。圖2為不同制備條件下所得介孔碳電極在20!^^掃描速率下的電流(縱坐標(biāo))和電壓(橫坐標(biāo))變化曲線，圖中樣品的名稱將在“具體實施方式
”中說明。圖示表明，所得樣品均表現(xiàn)出良好的電容行為，且在該掃描速率下，樣品MCl-500-3h和MC2-500-3h的可逆性能(矩形形狀)較優(yōu)。圖3為不同制備條件下所得介孔碳電極的比電容量與掃描速率的關(guān)系圖，圖中樣品的名稱將在“具體實施方式
”中說明。圖示表明，樣品MC2-500-3h比容量值最大，而MCl-500-3h樣品的倍率性能最佳。圖4為樣品MCl-500_3h的透射電鏡(TEM)照片。
具體實施例方式本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，通過改進制備工藝，獲得了一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的大介孔碳的新方法，且發(fā)現(xiàn)該方法制得的空心球介孔碳電極材料具有結(jié)構(gòu)特點:介孔率高，且具有均一的納米空心球孔結(jié)構(gòu)(體現(xiàn)在該結(jié)構(gòu)由10-20nm的介孔和3-6nm的孔壁構(gòu)成)；還具有性能上特點:水系中具有高的能量密度和良好的功率輸出性能。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。本發(fā)明中，術(shù)語“含有”或“包括”表示各種成分可一起應(yīng)用于本發(fā)明的混合物或組合物中。因此，術(shù)語“主要由...組成”和“由...組成”包含在術(shù)語“含有”或“包括”中。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下:本發(fā)明涉及一種空心球介孔碳電極材料及其制備方法，屬于無機納米材料/電化學(xué)和新能源材料領(lǐng)域。該介孔碳電極材料采用非模板凝膠一步還原法制備得到。該方法制備的介孔碳電極材料具有介孔率高(>80%)，比表面積較大，孔結(jié)構(gòu)可調(diào)控等特點?？招那騼?nèi)徑10-20nm，壁厚為3_6nm。該碳電極電化學(xué)電容器能量密度和功率密度均較高，綜合性能理想。且電極材料制備工藝簡單，原材料廉價易得，成本低，適于產(chǎn)業(yè)化。以下對本發(fā)明的各個方面進行詳述:介孔碳電極材料本發(fā)明的目的在于提供一種簡易、低成本且環(huán)境友好的非模板下一步法合成空心球介孔碳電極材料的方法。該方法所得介孔碳電極材料具有很高的介孔率(>80%)，比表面積較大，孔徑為10-20nm，壁厚為3_6nm，且在水系中具有高的能量密度和良好的功率輸出性能。本發(fā)明的第一方面提供一種介孔碳電極材料，所述介孔碳電極材料的介孔率不低于80%，且具有由10-20nm的介孔和3_6nm的孔壁構(gòu)成的納米空心球孔結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述空心球孔結(jié)構(gòu)是由均一的納米空心球組成(介孔率不低于80%)，空心球孔結(jié)構(gòu)是由10-20nm的介孔和3_6nm的孔壁構(gòu)成。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述介孔碳電極材料的比表面積大于550!! -1之間，孔容大于Icm3g-1之間。本發(fā)明的介孔碳電極材料中，介孔和孔壁的上下限比較接近，也即意味著本發(fā)明的納米空心球孔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相較一般的介孔碳電極材料是比較均勻的。而采用本發(fā)明的介孔碳電極材料制備成電化學(xué)電容器時，意外地發(fā)現(xiàn)該碳電極電化學(xué)電容器能量密度和功率密度均較高，綜合性能理想。這可以從某一方面說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點所帶來的優(yōu)異效果。介孔碳電極材料的制備方法本發(fā)明的第二方面提供一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料的制備方法，包括如下步驟:(I)提供含碳源和造孔劑的凝膠；(2)將所述凝膠在100-200°C預(yù)碳化，然后在保護氣體下碳化，其中碳化溫度不低于500°C，碳化時間2-6小時；得到碳化產(chǎn)物；(3)用酸洗滌所述碳化產(chǎn)物后，進行后處理獲得所述介孔碳電極材料，所述后處理包括分離、水洗、或干燥步驟。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種非模板下簡單易行、周期短且環(huán)境友好的合成高介孔率的大介孔碳的新方法。同時意外地發(fā)現(xiàn)該碳電極電化學(xué)電容器能量密度和功率密度均較高，綜合性能理想。

在一個具體實施方式
中采用下述方法進行制備介孔碳電極:制備含碳源和造孔劑的凝膠；將步驟(I)所得凝膠先在100-20(TC預(yù)碳化，然后在保護氣體下碳化，碳化溫度500-650°C，碳化時間2-6小時；用酸洗滌步驟⑵所得產(chǎn)物后，分離，水洗，干燥。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述碳源為碳的聚合物、含碳高分子或大分子。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述碳源為糖類碳源或是醇類碳源。具體的,所述糖類包括單糖、或多糖(包括雙糖)，具體的例子包括葡萄糖、鹿糖、淀粉等但不局限于此。在一個具體實施方式
中，所述糖類碳源包括葡萄糖、蔗糖。具體的，所述醇類包括單醇、或多醇(包括二元醇)，具體的例子包括糠醇、丙三醇、聚乙二醇等但不局限與此。在一個具體實施方式
中，所述醇類碳源選自糠醇。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述造孔劑為高錳酸鹽，按與碳源摩爾比
0.25~I 添加 ο具體的，所述“摩爾比”是指所述錳基前驅(qū)體按與碳前驅(qū)物摩爾比(高錳酸鹽:碳前驅(qū)體)按照0.25-1:1的比例添加。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，選用的高錳酸鹽為高錳酸鉀，高錳酸納或高錳酸銨。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述步驟(I)的凝膠的制備過程中，采用的溶劑為去離子水和/或有機溶劑；和/或
所述步驟(2)的保護氣體為惰性氣體，優(yōu)選氮氣、氬氣或其組合；和/或所述步驟(3)的酸為鹽酸、硝酸等。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的具體實施方式
中，本發(fā)明提供一種一步化學(xué)還原法制備空心球介孔碳電極材料的制備方法，其包括如下步驟:(I)按照摩爾配比0.25-1 (高錳酸鹽:碳源)稱取高錳酸鹽和碳源，并將高錳酸鹽溶解于去離子水中配成0.5M的溶液，碳源溶解于一定體積的去離子水和或有機溶劑中，電磁攪拌至完全溶解；(2)將配置好的高錳酸鹽溶液緩慢加入含碳源溶液中，攪拌均勻后靜置直至紫色溶液變?yōu)楹稚记膀?qū)物的錳基中間體凝膠；(3)先將所得含碳前驅(qū)物的錳基中間體凝膠置于100-200°C烘箱中預(yù)碳化，然后研磨成粉，并在氮氣或氬氣等保護氣氛圍下不低于500°C碳化2-6小時；(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物置于5_20wt%鹽酸溶液，過濾、清洗、收集，并于真空干燥箱中干燥，即得到介孔碳電極材料。電極及其制備方法本發(fā)明的第三方面提供一種本發(fā)明所述的介孔碳電極材料的電極。在一個具體實施方式
中，所述電極包括本發(fā)明的介孔碳電極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。在一個具體實施方式
中，將所得碳電極材料、導(dǎo)電劑(如炭黑、乙炔黑等，在此采用乙炔黑)和粘結(jié)劑(如聚四 氟乙烯、羧酸甲基纖維素、聚乙烯醇等，在此采用聚四氟乙烯)按照質(zhì)量比8:1:1混合，滴加一定量1-甲基-2吡咯烷酮或乙醇并充分研磨均勻后，將其壓制在泡沫鎳、鎳片、銅片等集流體上，在真空干燥箱80°C干燥12小時，即制成超級電容器用電極。在一個具體實施方式
中，本發(fā)明的電極的在中性電解液中比電容值可到250Fg_l，以循環(huán)伏安法測定。具體電化學(xué)測試法:將所得碳電極材料、導(dǎo)電劑(如炭黑、乙炔黑等，在此采用乙炔黑)和粘結(jié)劑(如聚四氟乙烯、羧酸甲基纖維素、聚乙烯醇等，在此采用聚四氟乙烯)按照質(zhì)量比8:1:1混合，滴加一定量1-甲基-2吡咯烷酮或乙醇并充分研磨均勻后，將其壓制在泡沫鎳、鎳片、銅片等集流體上，在真空干燥箱80°C干燥12小時，即制成超級電容器用電極。采用循環(huán)伏安法測試其電化學(xué)電容性能。測試結(jié)果表明，本發(fā)明所得的空心球介孔碳電極，在水體系具有很高的電容值。當(dāng)反應(yīng)物摩爾濃度、碳化溫度和時間不同時，所得樣品的結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)變化，從而電極材料的比電容值也不同，高掃描速率下比電容值的衰減——即輸出功率不同。按其特點，可分別用于需要高能量和高功率的場合。當(dāng)選6M KOH或IM N%S04作為電解液時，在211^4的掃描速率下，電極材料的比電容值最高均可達246 84，但是高掃描速率下的保持率相差很大。一般在IM Na2SO4體系的保持率高，lOOmVs—1掃描速率下，最高電容保持率可達72%。優(yōu)點本發(fā)明采取的方法不同于傳統(tǒng)的模板法，其主要利用含碳前驅(qū)物的錳基中間體凝膠在碳化過程發(fā)生的自身氧化還原反應(yīng)，借助碳化過程生成的碳酸錳為間接模板，并利用分解產(chǎn)生的能量促進碳源對其進行包覆來調(diào)控顆粒的大小，從而得到高介孔率、結(jié)構(gòu)可調(diào)的空心球介孔碳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:(1)本發(fā)明所用原材料廉價，僅通過簡單的化學(xué)還原法就可制得高比電容的空心球介孔碳電極材料，工藝較之模板法簡單、成本低且環(huán)保，可重復(fù)性好。(2)本發(fā)明中可通過改變反應(yīng)原料的摩爾配比、碳化溫度和時間來調(diào)控孔結(jié)構(gòu)，從而得到不同電化學(xué)電容性能的電極材料。根據(jù)具體需要，可以制備應(yīng)用于高能量密度和高功率密度場合的電容器電池。(3)本發(fā)明中所制備的電容器電極材料具有高的比電容和循環(huán)壽命。如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。本發(fā)明的其他方面由于本文的公開內(nèi)容，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照國家標(biāo)準(zhǔn)測定。若沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，則按照通用的國際標(biāo)準(zhǔn)、常規(guī)條件、或按照制造廠商所建議的條件進行。除非另外說明，否則所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比，所述的聚合物分子量為數(shù)均分子量。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。下面以高錳酸鉀和葡萄糖體系為例，結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細、完整地說明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實施例1稱取0.79g高錳酸鉀配成0.5M的溶液后，緩慢加入到100mL葡萄糖(0.9g)、乙醇、去離子水混合溶解中(乙醇和去離子水(1:1，V/V))，磁力攪拌均勻后，靜置(或超聲)直至溶液由紫色變?yōu)楹稚z狀固體；隨后將其置于160°c烘箱中干燥預(yù)碳化，并研磨成粉；將預(yù)碳化所得固體粉末在氮氣保護下加熱到500°C碳化3小時后，在室溫下將碳化產(chǎn)物溶解于10wt%的鹽酸溶液除去反應(yīng)生成的碳酸錳，并經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到空心球介孔碳材料(在過濾時，可回收氯化錳)。反應(yīng)體系中的葡萄糖和高錳酸鉀摩爾比為1:1，因此，將所得樣品標(biāo)記為MCl-500-3h。將所得介孔碳電極材料與聚四氟乙烯、乙炔黑按質(zhì)量8:1:1混合，滴加適量乙醇并充分研磨后，將其壓制在泡沫鎳上制成超級電容器電極。對所制得的介孔碳電極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能(電解液為1M Na2SO4)進行表征和測試。電極材料的比表面積和孔徑結(jié)構(gòu)信息通過77K下氮氣吸脫附測試得到，且圖1中給出了電極材料的孔徑分布。而電化學(xué)性能通過循環(huán)伏安法和恒流充放電法測定，并在圖2和圖3中分別給出。根據(jù)圖1給出的該電極材料的孔徑分布結(jié)果知，所得介孔碳具有較為均一的孔徑分布和壁厚，分別約為10-20nm(平均孔徑約為17nm，見表1)和 3nm。該結(jié)果也被圖4給出的樣品的TEM結(jié)果所證實。而圖2給出的近似矩形的充放電(CV)曲線(圖2)表明該電極材料表現(xiàn)出良好的電容行為。具體的結(jié)構(gòu)信息和電化學(xué)測試結(jié)果見性能實施例。其比表面積為592πι 孔容為2.0Scm3g-1,介孔率96%，平均孔徑為16.6nm,壁厚 3nm。實施例2本實施例的方法與實施例1基本相同。所不同之處僅為:在制備過程，改變原料葡萄糖和高錳酸鉀的摩爾比2:1，并將其標(biāo)注為MC2-500-3h。測試與表征手段與實施例1相同。圖2和圖3中給出了其循環(huán)伏安和充放電測試，表I中列出了該電極材料具體的結(jié)構(gòu)信息和電化學(xué)測試結(jié)果。實施例3本實施例的方法與實施例2基本相同。所不同之處僅為:在制備過程，延長反應(yīng)時間為6小時，并將其標(biāo)注為MC2_500_6h。測試與表征手段與實施例1相同。圖2和圖3中給出了其循環(huán)伏安和充放電測試，表I中列出了該電極材料具體的結(jié)構(gòu)信息和電化學(xué)測試結(jié)果。實施例4本實施例的方法與實施例2基本相同。所不同之處僅為:在制備過程，改變碳化溫度為600°C，并將其標(biāo)注為MC2-600-3h。測試與表征手段與實施例1相同。圖2和圖3中給出了其循環(huán)伏安和充放電測試，表I中列出了該電極材料具體的結(jié)構(gòu)信息和電化學(xué)測試結(jié)果。性能實施例表I
權(quán)利要求
1.一種介孔碳電極材料，其特征在于，所述介孔碳電極材料的介孔率不低于80%，且具有由10-20nm的介孔和3_6nm的孔壁構(gòu)成的納米空心球孔結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的介孔碳電極材料，其特征在于，所述介孔碳電極材料的比表面積不低于550!! -1之間，孔容不低于Icm3g-1之間。
3.一種如權(quán)利要求1所述的介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)提供含碳源和造孔劑的凝膠； (2)將所述凝膠在100-200°C預(yù)碳化，然后在保護氣體下碳化，其中碳化溫度不低于500°C，碳化時間2-6小時；得到碳化產(chǎn)物； (3)用酸洗滌所述碳化產(chǎn)物后，進行后處理獲得所述介孔碳電極材料，所述后處理包括分離、水洗、或干燥步驟。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳源為碳的聚合物、含碳高分子或大分子。
5.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳源為糖類碳源或是醇類碳源。
6.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述造孔劑為高錳酸鹽，按與碳源摩爾比0.25-1的比例添加。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，選用的高錳酸鹽為高錳酸鉀、高錳酸鈉或高錳酸銨。
8.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述步驟⑴的凝膠的制備過程中，采用的溶劑為去離子水和/或有機溶劑；和/或 所述步驟(2)的保護氣體為惰性氣體，優(yōu)選氮氣、氬氣或其組合；和/或 所述步驟(3)的酸為鹽酸、硝酸等。
9.一種含有如權(quán)利要求1所述的介孔碳電極材料的電極。
10.一種如權(quán)利要求1所述的介孔碳電極材料在電容制品中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種介孔碳電極材料，所述介孔碳電極材料的介孔率不低于80%，且具有由10-20nm的介孔和3-6nm的孔壁構(gòu)成的納米空心球孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種介孔碳電極材料制備方法，所述電極材料通過非模板凝膠一步還原法制備得到，具有空心球結(jié)構(gòu)內(nèi)徑10-20nm，壁厚為3-6nm；所述方法制備所得電極材料具有介孔率高(>80%)，比表面積較大，孔結(jié)構(gòu)可調(diào)控等特點。該碳電極電化學(xué)電容器能量密度和功率密度均較高，綜合性能理想。與模板法相比，所述電極材料制備工藝簡單、環(huán)保，原材料廉價易得，成本低，適于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號H01G11/86GK103086350SQ201210353300
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者余麗麗, 趙景泰, 陳昊鴻, 楊昕昕 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所