煤质沥青基超级活性炭的提质处理及其电化学性能的研究

王凯^1,2,3，高超¹，李松恩¹，王晋宇¹，田晓冬³，宋燕³

1. 山西煤炭进出口集团科学技术研究院有限公司2. 山西煤炭进出口集团博士后科研工作站3. 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室

摘 要：以中温煤沥青为原料,采用预脱灰和后脱灰两种不同工艺并结合KOH活化法造孔,制备了超级活性炭。系统研究了制备工艺对样品中灰分含量、微观形貌、孔结构以及电化学性能的影响。结果表明,采用后脱灰工艺制备的样品,与仅KOH活化而未进行酸溶液处理的样品相比,其灰分含量均明显降低,比表面积显著提升,比容量明显提高。而采用预脱灰工艺制备的样品,与后脱灰工艺相比,其超级活性炭灰分含量更低（≤0. 1 wt.%）、比表面积更大(2 722 m²·g^-1)、电化学性能优异。在0. 2 A·g^-1电流密度下,比容量为295 F·g^-1,倍率性能良好(10 A·g^-1电流密度下仍为192 F·g-1)。循环稳定性优异,经5 000次恒流充放电循环之后,电容保持率高达99%,在对称超级电容器50 W·kg^-1的功率密度下,能量密度可达到9. 1 Wh·kg^-1,表明其优异的储能性能。

关键词：煤沥青;灰分;提质处理;电极材料;循环稳定性;