酚醛树脂基中孔炭块体电极的制备与电容性能.pdf

第卷第期北京化工大学学报自然科学版. ,.
钲
酚醛树脂基中孑炭块体电极的制备与电容性能
尹金山徐斌陈晓红文越华曹高萍宋怀河
.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京;.防化研究院,北京
摘要:提出了一种有机体系超级电容器用中孑炭电极的直接成型制备方法。以热塑性酚醛树脂为前驱体,加入
六次甲基四胺固化、粉压成型后进行活化,制备了中孔发达的炭电极。该电极比表面积/,孔容.
/,其中孔孔容占.% ,在有机电解液//中具有良好的电化学性能,比电容达/,大电
流倍率性能良好。
关键词:炭电极;中孔;电容
中图分类号:.
寸较大的有机电解液浸润,在有机电解液中的比电
引言
容很低。本文采用热塑性酚醛树脂压制成型、
粉状活性炭由于具有比表面积高、孔结构可调、活化制备了比表面积高、中孔发达、在有机电解液中
价格较廉的优点,是商品化超级电容器最为常用的具有高比电容的炭块体电极。
电极材料。但是,电极成型过程中粘结剂如
实验部分
和,通常是绝缘材料的加入会增加电极的内
阻⋯,从而影响电容器的功率性能。另外,粘结剂. 主要原材料
的加入还有可能堵塞一些炭的孔隙,降低炭的表面热塑性酚醛树脂,天津树脂厂;六次甲基四胺,
利用率,从而影响电极的比电容。广东汕头市陇西化工厂;/,浓度为
玻态炭机械性能好,电导率高约/, /,张家港市国泰华荣化工新材料有限公司。
采用热空气氧化、电化学氧化等方法对其表层. 中孔炭电极的制备
进行活化造孑后用作超级电容器的电极,具有非常按质量比:称取热塑性酚醛树脂和六次甲
突出的功率性能,但由于难以整体活化,整个电极的基四胺,充分混合均匀后于固化。将固化料
比电容低。本课题组借鉴法制备玻态炭球磨粉碎,
的“粉碎压制”技术,以热塑性酚醛树脂为原料,添的圆片。将压制体在氮气保护下以℃/
加固化剂后热压成型,经快速升温炭化和:活化升温到恒温炭化,然后继续以℃/
升温至,同时关闭氮气转通/二氧
制得整体为开放多孔结构、比表面积/、富
化碳气体进行活化,样品标记为, 为活化时
含~微孔的炭块体,直接用作超级电容器炭
间,。
电极,在/ 电解液中比电容达到/
. 性能测试与表征
,大电流倍率性能优异。有机电解液体系超级电容
.. 孔径分布
器具有高的工作电压,可望得到更高的能量密度。
以为吸附质,在吸附仪,
但是,上述炭电极的孔隙以微孔为主,难以被离子尺
公司上测定样品的吸/脱附等温线。
由多点法计算炭电极的比表面积,总孔容由相
收稿日期:——
基金项目:国家“”计划;,采用密度函数理
学基金论分析其孔径分布。
第一作者:男,年生,硕士生.. 电化学性能
通讯联系人将上述制备的炭片在真空干燥后直
—: .
接用作电极,采用两电极法测试炭电极的电化学电
第期尹金山等:酚醛树脂基中孔炭块体电极的制备与电容性能
容性能。在气氛手套箱.. 附等温线如图所示。从图可知,在高相对压力
中进行模拟电容器的装配,以// 下,吸附量随压力增大快速增加,有特征的滞后环,
为电解液,在个炭电极之间加上一层隔膜表明所制备的炭材料具有发达的中孔。
,.装配成三明