新型煤基微晶炭的制备及电容特性研究

论文摘要

超级电容器具有广泛的应用领域,但由于传统活性炭在能量密度和导电性方面不能充分满足社会对超级电容器的需求,严重限制了其在大型储能装置中的应用。因此,研发具有更高储能性能的材料具有重要意义。本文以资源丰富的太西无烟煤为前驱体,采用预炭化-KOH活化联合工艺制备新型煤基微晶炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用X射线衍射（XRD）、低温N2吸附等手段表征煤基微晶炭的微晶结构及孔结构参数,并利用恒流充放电,循环伏安,交流阻抗等探究对应电极材料的电化学性能。结果表明,煤基微晶炭含有大量较为完整的类石墨微晶结构,且随着碱炭比用量的增加,类石墨微晶结构被逐步破坏,其层间距d002由0.391 5 nm逐渐增至0.405 9 nm。在碱炭比4∶1、活化温度800℃、活化时间为2 h的条件下,可制备出比表面积为928 m2/g、总孔容为0.527cm3/g、中孔率为26.46%的微晶炭。将该煤基微晶炭用作电极材料在以1 mol/L（C2H5）4NBF4/PC为电解液的超级电容器中,表现出优异的电化学性能:50 m A/g的电流密度下比电容为94.8 F/g,能量密度可达40.3 Wh/kg,在500 m A/g电流密度下1 000次循环后比电容保持率为87.3%,具有良好的循环稳定性,并且在阻抗曲线中体现出更小的离子扩散阻力和内部阻抗。首次充电过程中充电曲线发生折转,发生了"电活化"现象。这时,微晶炭片层周围的电解液离子和溶剂分子进行插层作用,利用片层空间充分储存电子以提高能量密度。煤基微晶炭的电容特性主要由插层电容和双电层电容2部分组成,其中"电活化"现象所造成的插层电容是决定微晶炭较高能量密度的主要原因。新型煤基微晶炭优异的电化学性能与其微晶结构和丰富的孔隙结构密切相关。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 鲍倜傲,王振帅,马爱玲,邢宝林,张传祥,侯磊,袁绍辉,赵晶,郭梦瑶

关键词: 无烟煤,微晶炭,电极材料,电化学性能

来源: 洁净煤技术 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 河南理工大学化学化工学院,河南工业和信息化职业学院

基金: 河南省教育厅高校重点科研项目(19A440002),河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室开放基金资助项目(KCF201802),国家级大学生创新创业训练计划项目(201810460018)

分类号: TM53;TQ127.11

DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.19040302

页码: 68-74

总页数: 7

文件大小: 1666K

下载量: 137

相关论文文献

• [1].煤基碳分子筛的制备及应用[J]. 化工管理 2017(01)
• [2].微波脱硝煤基炭的选择与性能研究[J]. 工业安全与环保 2016(11)
• [3].实施煤基多元化,调整优化煤炭企业产业结构[J]. 煤炭经济管理新论 2009(00)
• [4].不同煤基腐殖酸对土壤锌淋洗效果的研究[J]. 中国农学通报 2014(24)
• [5].煤基油中芳烃组分的分离及其鉴定研究进展[J]. 化工进展 2019(11)
• [6].煤基沥青烯的结构与性能[J]. 广州化工 2018(09)
• [7].煤基腐殖酸和外源铜的小白菜效应研究[J]. 天津农业科学 2014(06)
• [8].我国煤基甲醇制烯烃技术进展[J]. 河南化工 2010(07)
• [9].甲醇醋酸消费放缓，乙二醇质量成为关键，乙醇发展取决成本——煤基含氧化学品须培育竞争力[J]. 中国石油和化工 2020(01)
• [10].我国在世界率先使用煤基航天煤油[J]. 中国石油和化工 2015(05)
• [11].煤基腐殖酸对外源砷胁迫下玉米生长及生理性状的影响[J]. 环境工程学报 2014(02)
• [12].分质利用煤基混合碳四[J]. 江苏氯碱 2012(04)
• [13].模拟农田条件下不同煤基物质配比对盐碱土理化性质的影响[J]. 北方农业学报 2020(02)
• [14].一种煤基还原炼铁新工艺与实践[J]. 工业加热 2014(02)
• [15].浅谈煤基高分子材料应用[J]. 广州化工 2018(06)
• [16].我国研发煤基航天煤油[J]. 炼油技术与工程 2015(06)
• [17].生态学视角下煤基型煤炭产业集群模式研究[J]. 中国流通经济 2011(06)
• [18].煤基油在铁路内燃机车上的运用与研究[J]. 机械管理开发 2019(04)
• [19].全球首个煤基乙醇工业项目投产[J]. 中国石油和化工 2017(04)
• [20].煤基高分子材料研究进展[J]. 科技致富向导 2013(21)
• [21].煤基喷气燃料发展动态[J]. 化学推进剂与高分子材料 2008(02)
• [22].煤基腐殖酸对土壤砷赋存形态和小白菜生长及砷吸收分布的影响[J]. 水土保持学报 2017(04)
• [23].煤基复混肥对复垦土壤养分、玉米产量及水肥利用的影响[J]. 水土保持学报 2016(02)
• [24].基于自组织理论的煤基产业树系统演化动力机制[J]. 技术与创新管理 2020(06)
• [25].产业转型促进煤基清洁能能源产业化——访煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院副院长陈贵锋[J]. 中国科技投资 2013(07)
• [26].煤基产业链循环经济标准综合体初步构建研究[J]. 中国标准化 2013(10)
• [27].世界航天领域首次使用神华煤基航天煤油[J]. 煤炭加工与综合利用 2015(05)
• [28].煤基沥青的利用现状[J]. 广州化工 2017(09)
• [29].煤基腐殖酸吸附Cu~(2+)特征的影响因素[J]. 水土保持学报 2014(05)
• [30].我国首次液氧煤基煤油发动机试车获成功[J]. 中国航天 2015(05)

标签：无烟煤论文;  微晶炭论文;  电极材料论文;  电化学性能论文;