表面积对煤基电容炭电化学性能的影响

以河北无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备具有高比表面积的煤基电容炭,考察煤基电容炭的比表面积对无机/有机体系下双电层电容器电化学性能的影响.结果 表明:随着碱煤比的增加,所制电容炭的比表面积、总孔容和中孔率增加.当碱煤比达到3.5时,所制电容炭的比表面积、总孔容和中孔率分别为3 389 m2/g、2.041 cm3/g、49.9％.可以看出,对于无机/有机体系,在相同的比表面积变化规律下,电容器电化学性能的变化规律略有不同.当碱煤比小于2时,所制电容炭的比表面积小于2 400 m2/g,此时对于无机/有机体系,电容器的比电容变化规律相同,比电容都随比表面积的增大增幅明显.当碱煤比大于2时,所制电容炭的比表面积大于2 400 m2/g,此时随着比表面积的继续增大,对无机体系,电极材料的比电容几乎维持不变,比电容最高可达331F/g;对有机体系,电极材料的比电容增幅减缓,比电容最高可达192F/g.当碱煤比为2时,电容炭的比表面积为2 382 m2/g,此时无论对于无机体系还是有机体系,电容器在保持相对较高比电容的同时具有相对较高的电容保持率.由此可知,一定程度上,提高电极材料的比表面积有利于提升超级电容器的电化学性能.制备具有适宜比表面积的电容炭,在得到较高电容性能电容器的同时更能有效控制成本.同时,以煤为原料制备电容炭,可提升煤的附加值,具有很好的市场前景.