超级电容器专用系列活性炭
超级电容器电极材料——活性炭
超级电容器电极材料——活性炭碳材料由于具有成本低､⽐表⾯积⼤､孔隙结构可调､制备电极的⼯艺简单等特点,在研究EDLC的开始,⼈们就考虑使⽤碳材料作为其电极材料｡⽬前,应⽤于 EDLC的碳材料主要有活性炭､碳纳⽶管和炭⽓凝胶｡活性炭(activated carbon,AC)是EDLC使⽤最多的⼀种电极材料,它具有原料丰富､价格低廉､成形性好､电化学稳定性⾼､技术成熟等特点｡活性炭的性质直接影响EDLC的性能,其中最为关键的⼏个因素是活性炭的⽐表⾯积､孔径分布､表⾯官能团和电导率等｡⼀般认为活性炭的⽐表⾯积越⼤,其⽐电容就越⾼,所以通常可以通过使⽤⼤⽐表⾯积的活性炭来获得⾼⽐电容｡但实际情况却复杂得多,⼤量研究表明,活性炭的⽐电容与其⽐表⾯积并不呈线性关系,影响因素众多｡实验表明,清洁⽯墨表⾯的双电层⽐容为 20µF/cm2左右,如果⽤⽐表⾯积为2860m2/g的活性炭作为电极材料,则其理论质量⽐容应该为572F/g,然⽽实际测得的⽐容仅为130F/g,说明总⽐表⾯积中仅有22.7%的⽐表⾯积对⽐容有贡献｡国际纯粹与应⽤化学联合会(IUAPC)将多孔材料的孔隙分为微孔( <2nm)､中孔(2～50nm)和⼤孔(>50nm)三类｡EDLC主要靠电解质离⼦进⼊活性炭的孔隙形成双电层来存储电荷,由于电解质离⼦难以进⼊对⽐表⾯积贡献较⼤的､孔径过⼩的超细微孔,这些微孔对应的表⾯积就成为⽆效表⾯积｡所以除了⽐表⾯积外,孔径分布也是⼀个⾮常重要的参数,⽽且不同电解质所要求的最⼩孔径是不⼀样的｡Gsalirta等研究了⼏种不同孔结构的活性炭在LiCl､NaCl和KCl的⽔溶液及 LiBF4和 Et4NBF4的PC溶液中的双电层电容性能后证实了上述结论｡提⾼活性炭的⽐表⾯积利⽤率,进⽽提⾼其⽐容的有效⽅法是增⼤活性炭的中孔含量｡LeeJniwoo等运⽤模板法制备了⽐表⾯积为1257m2/g的中孔碳,其平均孔径为2.3nm,制成电容器后不论在⽔系还是有机电解质中其⽐容都明显⼤于分⼦筛炭｡另外,D.Y.Qu等的研究表明,增⼤中孔的含量,还可以明显提⾼EDLC的功率密度,因为孔径越⼤,电化学吸附速度越快,这说明孔径较⼤的碳材料能满⾜快速充放电的要求,适合制备⾼功率的电容器｡另外,孔径分布对EDLC的低温容量也有影响,具有更多纳⽶以上孔径的碳电极其低温容量减⼩得更慢｡通过电化学氧化､化学氧化､低温等离⼦体氧化或添加表⾯活性剂等⽅式对碳材料进⾏处理,可在其表⾯引⼊有机官能团｡⼤量研究表明,表⾯有机官能团对EDLC的性能有很⼤影响｡⼀⽅⾯,有机官能团可以提⾼电解质对碳材料的润湿性,从⽽提⾼碳材料的⽐表⾯积利⽤率,同时这些官能团在充放电过程中还可以发⽣氧化还原反应,产⽣赝电容,从⽽⼤幅度提⾼碳材料的⽐容｡A.Y.Rychagov的研究证明表⾯官能团的赝电容效应对⽐电容的贡献有时可达50%以上｡另⼀⽅⾯,碳材料表⾯官能团对电容器的性能也存在负⾯影响,研究表明碳材料表⾯官能团含量越⾼,材料的接触电阻越⼤,从⽽导致电容器的ERS也就越⼤;同时,官能团的法拉第副反应还会导致电容器漏电流的增⼤;另外,碳材料电极表⾯含氧量越⾼,电极的⾃然电位越⾼,这会导致电容器在正常⼯作电压下也可能发⽣⽓体析出反应,影响电容器的寿命｡活性炭的电导率是影响EDLC充放电性能的重要因素｡⾸先,由于活性炭微孔孔壁上的碳含量随表⾯积的增⼤⽽减少,所以活性炭的电导率随其表⾯积的增加⽽降低;其次,活性炭材料的电导率与活性炭颗粒之间的接触⾯积密切相关;另外,活性炭颗粒的微孔以及颗粒之间的空隙中浸渍有电解质溶液,所以电解质的电导率､电解质对活性炭的浸润性以及微孔的孔径和孔深等都对电容器的电阻具有重要影响｡总之,活性炭具有原料丰富､价格低廉和⽐表⾯积⾼等特点,是⾮常具有产业化前景的⼀种电极材料｡⽐表⾯积和孔径分布是影响活性炭电化学电容器性能的两个最重要的因素,研制同时具有⾼⽐表⾯积和⾼中孔含量的活性炭是开发兼具⾼能量密度和⾼功率密度电化学电容器的关键｡。
2024年超级电容活性炭市场发展现状
2024年超级电容活性炭市场发展现状引言超级电容活性炭是一种重要的电化学材料，被广泛应用于超级电容器等领域。
本文旨在分析当前超级电容活性炭市场的发展现状，包括市场规模、市场竞争格局和未来发展趋势等方面。
市场规模目前，全球超级电容活性炭市场规模快速增长。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球超级电容活性炭市场规模达到XX亿美元，并预计未来几年将以XX%的复合年增长率继续增长。
市场竞争格局超级电容活性炭市场竞争激烈，主要厂商之间存在一定的市场份额争夺。
目前，全球超级电容活性炭市场的主要参与者包括公司A、公司B和公司C等。
这些公司在技术实力、产品质量和市场拓展能力方面存在一定差异。
•公司A: 具有先进的生产工艺和技术优势，其产品在市场上具有较高的知名度和市场份额。
•公司B: 专注于产品研发和创新，致力于提高产品性能和降低生产成本。
•公司C: 拥有优秀的市场销售团队和客户服务能力，在全球范围内建立了广泛的销售网络。
市场发展趋势技术创新超级电容活性炭市场的发展离不开技术创新的推动。
随着科学技术的进步，制备超级电容活性炭的新方法和新技术不断涌现。
例如，采用化学气相沉积法制备超级电容活性炭，可以显著提高其电化学性能和循环稳定性。
应用扩展目前，超级电容活性炭主要应用于超级电容器领域。
然而，随着新能源汽车和可再生能源等领域的快速发展，超级电容活性炭的应用将得到进一步拓展。
例如，超级电容活性炭可以用于储能系统、电动工具和智能电网等领域。
环保意识提高随着全球环保意识的提高，对绿色和可持续发展的需求不断增加，超级电容活性炭作为一种环保材料受到越来越多的关注。
超级电容活性炭的制备过程中不需要使用稀有金属等资源，可以减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
结论超级电容活性炭市场具有巨大的发展潜力，市场规模不断扩大。
随着技术创新的不断推进，市场竞争将进一步加剧。
同时，超级电容活性炭的应用领域也将得到扩展，市场前景广阔。
然而，市场参与者需要密切关注环境保护要求，加强产品质量和技术创新，以在竞争中占据有利地位。
超级电容器材料
超级电容器材料超级电容器是一种能够快速存储和释放大量电能的电子元件，它具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和快速充放电等特点，因此在许多领域都有着广泛的应用前景。
而超级电容器的性能很大程度上取决于其材料的选择，因此超级电容器材料的研究和开发显得尤为重要。
目前，常见的超级电容器材料主要包括活性炭、氧化铅、镍氢氧化物、聚苯胺等。
活性炭是一种常见的电极材料，它具有高比表面积和良好的导电性，能够提供良好的电容性能。
氧化铅具有良好的导电性和化学稳定性，适合用于电解质。
镍氢氧化物具有高比容量和良好的循环寿命，是一种优秀的电极材料。
聚苯胺具有良好的导电性和循环稳定性，适合用于制备电极材料。
除了以上常见的超级电容器材料外，近年来，一些新型材料也开始受到关注。
例如，二维材料（如石墨烯、硫化钼、氮化硼等）因其特殊的结构和优异的电化学性能，被认为是潜在的超级电容器材料。
此外，金属有机框架材料、碳纳米管、氧化钛等材料也展现出了良好的电容性能，受到了广泛关注。
在超级电容器材料的研究中，除了单一材料的研究外，复合材料也成为了研究的热点之一。
通过将不同材料进行复合，可以充分发挥各种材料的优点，从而实现超级电容器性能的进一步提升。
例如，将活性炭与氧化铅复合，可以提高电容器的能量密度；将聚苯胺与氧化钛复合，可以提高电容器的功率密度。
此外，超级电容器材料的研究还需要考虑材料的制备工艺、表面改性、电极结构设计等方面的问题。
通过优化材料的制备工艺，可以提高材料的比表面积和导电性能；通过表面改性，可以改善材料的电化学性能和循环稳定性；通过设计合理的电极结构，可以提高电容器的能量密度和功率密度。
总的来说，超级电容器材料的研究和开发是一个综合性的课题，需要涉及材料科学、化学工程、电化学等多个领域。
随着材料科学和技术的不断进步，相信未来会有更多新型超级电容器材料的出现，为超级电容器的性能提升和应用拓展提供更多可能性。
超级电容器复合电极材料制备及电化学性能研究
超级电容器复合电极材料制备及电化学性能研究1. 本文概述随着现代科技的发展，能源存储技术正面临着前所未有的挑战和机遇。
超级电容器作为一种重要的能源存储设备，因其高功率密度、快速充放电能力、长寿命周期和环境友好性而受到广泛关注。
在超级电容器的构造中，复合电极材料的研发尤为关键，其直接决定了超级电容器的电化学性能和整体效能。
本文旨在探讨超级电容器复合电极材料的制备方法及其电化学性能。
本文将对目前广泛研究的几种复合电极材料，如碳材料、金属氧化物、导电聚合物等，进行系统的综述。
这些材料在超级电容器中的应用优势和面临的挑战将被详细讨论。
接着，本文将重点介绍几种创新的复合电极材料制备技术，包括化学气相沉积、水热合成、溶胶凝胶法等。
这些方法在制备过程中对材料结构和形貌的控制，以及对电化学性能的影响将被深入分析。
本文将通过实验数据，评估所制备的复合电极材料在超级电容器中的实际应用性能，包括比电容、能量密度、循环稳定性等关键指标。
通过这些研究，本文旨在为超级电容器复合电极材料的发展提供新的视角和技术路径，推动能源存储技术的进步。
2. 文献综述超级电容器，也称为电化学电容器，是一种介于传统电容器和电池之间的能量存储设备。
它们的主要特点是具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电能力。
超级电容器的储能机制主要是双电层电容，涉及电极材料与电解质之间的电荷分离。
这一领域的研究起始于20世纪50年代，随着材料科学和电化学技术的进步，超级电容器在能量存储领域的重要性日益凸显。
超级电容器的性能在很大程度上取决于电极材料的性质。
近年来，研究者们广泛关注复合电极材料，因其能够结合不同材料的优点，从而提高超级电容器的整体性能。
常见的复合电极材料包括碳基材料、金属氧化物、导电聚合物等。
这些材料通过不同的复合策略（如物理混合、化学接枝、层层自组装等）进行组合，旨在提高比电容、能量密度和循环稳定性。
电化学性能是评估超级电容器电极材料的关键指标。
超级电容器的材料与制造
超级电容器的材料与制造超级电容器是一种能够快速存储和释放大量电荷的电子元件，具有高能量密度、长循环寿命、快速充放电速度等优点，因此在电子设备、新能源汽车、电力系统等领域有着广泛的应用。
超级电容器的性能主要取决于其材料和制造工艺，下面将介绍超级电容器常用的材料以及制造过程。
一、超级电容器的材料1. 电极材料超级电容器的电极材料是其性能的关键之一。
目前常用的电极材料主要包括活性炭、氧化铅、氧化锰、氧化铁等。
活性炭是最常见的电极材料，具有比表面积大、导电性好的特点，能够提高电容器的能量密度。
氧化铅、氧化锰、氧化铁等材料具有较高的比电容和电导率，能够提高电容器的功率密度。
2. 电解质电解质是超级电容器中起储存电荷和传导电荷的作用的重要组成部分。
常用的电解质包括有机电解质和无机电解质。
有机电解质具有导电性好、稳定性高的特点，但在高温下易发生分解；无机电解质具有耐高温、耐腐蚀的特点，但导电性较差。
选择合适的电解质可以提高超级电容器的性能。
3. 封装材料超级电容器的封装材料需要具有良好的绝缘性能、耐高温性能和耐腐蚀性能，以保护电容器内部元件不受外界环境的影响。
常用的封装材料包括聚酰亚胺、聚丙烯等高分子材料，以及氧化锌、氧化铝等无机材料。
二、超级电容器的制造1. 电极制备电极是超级电容器的核心部件，其制备过程主要包括原料处理、混合、成型、烘干和烧结等步骤。
首先将电极材料进行粉碎、筛分等处理，然后按一定比例混合均匀，加入适量的粘结剂和溶剂，进行成型，最后通过烘干和烧结等工艺得到成品电极。
2. 电解质注入电解质是超级电容器中起储存电荷和传导电荷的作用的重要组成部分。
在制造过程中，需要将电解质注入到电容器的正负极之间，以确保电容器正常工作。
注入电解质的过程需要控制好温度、压力和注入速度等参数，以避免电解质泄漏或不均匀分布。
3. 封装组装封装是超级电容器制造的最后一个环节，其目的是将电容器内部元件封装在外壳中，以保护其不受外界环境的影响。
超级电容介质类型
超级电容介质类型
超级电容（Supercapacitor）是一种新型的电化学储能设备，其电容量高达百至千倍的电解电容器，具有高功率密度、快速充放电、长寿命等特点。
而超级电容介质则是超级电容器中起到重要作用的一部分，其质量和性能直接影响到超级电容器的性能。
超级电容介质主要有三种类型：活性炭、金属氧化物和聚合物。
一、活性炭
活性炭是目前最常用的超级电容介质，其由高比表面积的碳材料制成。
活性炭的电容量取决于其比表面积，具体来说，其电容量正比于比表面积的平方根。
因此，活性炭的比表面积越大，其电容量就越高。
活性炭超级电容器具有低内阻、高电容量、长寿命等优点，广泛应用于储能设备、电动车辆、医疗器械等领域。
二、金属氧化物
金属氧化物是一种新型的超级电容介质。
其电容量较高，且具有良好的稳定性和可靠性。
金属氧化物超级电容器的性能主要取决于金属氧化物的比表面积和导电性。
目前，钼酸锂、钴酸锂等金属氧化物已经广泛研究并应用于超级电容器。
三、聚合物
聚合物是一种新型的超级电容介质，其特点是具有较高的电容量和较低的内阻。
聚合物超级电容器具有高能量密度、高功率密度、长寿命、较低的内阻等优点，适用于电力系统、智能电网、新能源汽车等领域。
目前，聚苯胺、聚合物电解质等聚合物已经成为研究的热点。
总结
超级电容器是一种新型的储能设备，其性能取决于超级电容介质的质量和性能。
目前，活性炭、金属氧化物和聚合物是超级电容器常用的介质类型，分别具有不同的优点和适用范围。
未来，随着科技的不断发展，超级电容器的应用领域将更加广泛，超级电容介质也将会有更多的创新和发展。
超级电容器电极材料
超级电容器电极材料超级电容器作为一种新型的储能设备，具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电等优点，因此在电子设备、新能源汽车和可再生能源等领域具有广泛的应用前景。
而超级电容器的性能很大程度上取决于其电极材料，因此研究和开发高性能的电极材料对于提高超级电容器的性能至关重要。
目前，常见的超级电容器电极材料主要包括活性碳、氧化铁、氧化钴、氧化镍等。
活性碳是一种常见的电极材料，具有比表面积大、孔隙结构丰富的特点，能够提供更多的储存空间，但其导电性较差，限制了其在高功率应用中的表现。
氧化铁、氧化钴和氧化镍等金属氧化物具有较高的导电性和储能密度，但循环寿命较短，容量衰减严重，限制了其在实际应用中的发展。
为了克服现有电极材料的局限性，近年来，石墨烯、碳纳米管、金属有机骨架材料等新型材料被广泛应用于超级电容器的电极材料中。
石墨烯具有优异的导电性和比表面积，能够提高超级电容器的电极反应速率和循环寿命；碳纳米管具有高导电性和优异的力学性能，能够增强电极材料的稳定性和耐久性；金属有机骨架材料具有多孔结构和可调控的化学成分，能够提供更多的储能空间和增强电极材料的稳定性。
除了单一材料外，复合材料也成为超级电容器电极材料的研究热点。
将不同种类的材料进行复合，可以充分发挥各自材料的优点，同时弥补其缺陷，从而提高电极材料的整体性能。
例如，将石墨烯与金属氧化物复合，可以兼顾导电性和储能密度；将碳纳米管与金属有机骨架材料复合，可以提高电极材料的稳定性和循环寿命。
总的来说，超级电容器的电极材料需要具有高导电性、大比表面积、丰富的孔隙结构、优异的稳定性和循环寿命等特点。
当前，虽然已经有了一些较为理想的电极材料，但仍然存在一些挑战，如材料制备工艺、性能优化和成本控制等方面需要进一步研究和改进。
相信随着材料科学和能源技术的不断发展，超级电容器的电极材料将会不断涌现出新的突破，为超级电容器的应用提供更多可能性。
超级电容器专用系列活性炭
超级电容器专用系列活性炭信息来源：作者：发表日期：2008-10-26 10:31:48超级电容器是20世纪80年代开始出现的物理电源储存新技术，它与化学二次蓄电池的储能概念完全不同，超级电容器全是电能的仓库，在其充、放电过程中根本不存在化学反应，所以它在储存电能时具有充电速度快（10-15分钟），不怕过充放电，电能有效利用率最高可达95%以上，（一般现有蓄电池仅为70%左右），使用寿命长，可充放电5-10万次，是诸多不断电源和大电流、低电压电路中的不可缺少的元器件。
此种电源、电池无污染，是绿色环保产品的高科技产品。
根据电容器的原理，电容量取决于电极表面积，为了得到如此大的电容量，超级电容器尽可能地缩小电极间距离、增加极表面积。
为此必须采用高性能专用活性炭制作的多孔化电极。
活性炭多孔化电极可以获得极大的电极表面积，可以达到2000m2/克，与电解液接触的面积大大增加，根据电容量的计算公式，两极板的表面积越大，则电容量越大。
因此，一般双电电容器容量很容易超过1F，它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3～4个数量级，目前单体超级电容器的最大电容可达5000F。
因而这种结构的超级电容器具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量。
所以说制造超级电容器的核心材料是具有高比表面积，高性能的活性炭，活性炭的好坏是影响电容器好坏的核心材料。
超级电容器专用活性炭分有机系列与无系列，活性炭的价格高底决定着超级电容器价格。
该电容通过特别的电路及控制设计，可以作为大马力机械的启动和主动电源特别适合行使距离50km以内的车辆，如城市公交车、电动汽车、机场、码头旅客摆渡车、货物搬运车、码头港口的港机及其机械车辆等，成为各国大力开发的对象。
目前，这种先进而环保的技术产品，实现产业化的最困难之处不在技术而在成本。
级电容器的成本高低，主要取决于其核心材料电极炭的成本。
在世界上，除森塬公司外仅有美国、日本和俄罗斯3个国家有产品，其价位高昂，每吨达80～160万元（人民币），而森塬公司研发生产的电极炭价格极有竞争力。
超级电容器用活性炭的纯化与表征_王宏力
1.1 原料 活性炭（河南某公司提供），硝酸（分析纯），酸性氧化物（自制），硫酸（分析纯），过氧乙酸（分析纯），盐酸
收稿日期：2012-10-13 作者简介：王宏力（1958－），男，河南遂平人，教授级高级工程师，从事化工工艺研究 .
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河南科学
第 31 卷 第 1 期
（分析纯）. 1.2 仪器
2013 年 1 月
王宏力，等：超级电容器用活性炭的纯化与表征
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子含量可以降低到 10×10-6 以下；经过硝酸处理的样品，铬离子含量可以降低到 30×10-6 以下 .
硝酸在使用的过程当中，由于加热过程而产生 NO2 对环境造成一定程度的污染，并且，从表 2 可以看 出，硝酸在铬离子的脱除效果上，没有酸性氧化物效果理想 . 后续的实验结果显示，经过酸性氧化物处理
然而在新能源的利用中能量的储存是不可或缺的必备环节在此背景下一种兼有常规电容器功率密度大充电电池能量密度高且可快速充放电循环寿命长的新型储能元件超级电容器得到快速发展12超级电容器是一种新型的储能装置兼有传统电容器和二次电池的优良特性
第 31 卷 第 1 期 2013 年 1 月
文章编号：1004-3918（2013）01-0031-05
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河南科学
第 31 卷 第 1 期
从表 3 和表 4 可以看出，在条件 C1A3E2B4D2 的组合下，处理的效果最好 . 因此，实验中选用酸性氧化 物的质量分数为 25%，用量 100 mL，反应温度 70 ℃，洗涤遍数 6 遍（热水），超声洗涤温度 50 ℃，对活性炭的 处理工艺进行优化 . 实验结果显示，在这种条件下，活性炭中的钾离子可以被洗脱到 72×10-6 . 因此选定 条件 C1A3E2B4D2 的组合作为活性炭处理的最优条件 . 2.3 表征结果与讨论
2023年超级电容活性炭行业市场前景分析
2023年超级电容活性炭行业市场前景分析
超级电容活性炭是一种高性能能量存储材料，具有高电导率、高比表面积和良好的化学稳定性等特点。
由于其在超级电容器、柔性电池、储能电池等领域中的广泛应用，超级电容活性炭行业市场前景广阔。
首先，从需求方面来看，超级电容活性炭在电力、交通、能源等领域中得到了广泛应用。
在现代化社会中，电力成为我们生活中不可或缺的东西，在电力储能系统中，超级电容器的应用已成趋势。
在交通领域中，超级电容器的应用也成为环保市场中不可或缺的一部分。
此外，在能源领域中，可以用于太阳能电池板的储能，把储存起来的电放到室内照明用等等，助力能源转型。
其次，从行业角度来看，目前超级电容活性炭的市场竞争程度较低，市场发展前景良好。
目前，我国大多数超级电容活性炭生产企业都处于初级阶段，只有少数企业实现了规模化生产，市场份额分散。
而随着技术的进步和市场需求的增加，市场逐渐趋于成熟，大型化、规模化的超级电容活性炭生产企业将逐渐成长为市场份额的主要竞争者。
最后，从技术角度来看，随着科技的进步，超级电容活性炭技术也在不断创新发展。
新型材料的应用和自我研发带来了更高效的产品和生产方式，从而在超级电容活性炭行业中提高企业的综合竞争力。
这将有助于扩大企业的市场份额，进一步促进超级电容活性炭行业的发展。
总之，随着新能源行业的发展和市场需求的增加，超级电容活性炭在相关领域中的广泛应用将推动该行业持续发展。
在未来，超级电容活性炭市场将逐渐趋于成熟，市场
份额将逐渐向规模化、大型化的生产企业倾斜，同时科技的进步也将带来更高效的产品和生产方式，进一步促进超级电容活性炭行业的发展。
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展*邢宝林,谌伦建,张传祥,黄光许,朱孔远(河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454003)摘要 活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用。
论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向。
关键词 活性炭 电极材料 超级电容器 电化学性能中图分类号:TQ424.1;T M 53 文献标识码:AResearch Progress of Activated Carbon Electrode Material for SupercapacitorXING Baolin,CHEN Lunjian,ZHAN G Chuanxiang,H U ANG Guangxu,ZHU Kongyuan(Institute of M ater ials Science and Eng ineering ,H enan Po ly technic U niver sity,Jiaozuo 454003)Abstract A ct ivated car bo n has been used w idely as the supercapacit or elect rode mat erial for its easy av ailabil-i ty,lo w cost,high specific sur face ar ea,excellent elect rical co nductivit y and chemical st abilit y.T he w orking pr inciple of super ca pacito r w ith activ ated carbon as electro de and effect of phy sicochemica l propert ies o f activated carbon on electro chemical perfor mance of supercapacit or ar e discussed,recent r esear ch adv ances and a pplicat ion pr ospect of act-i vated car bon electro de mater ial ar e highlighted.T he fo cus of fut ur e r esear ch such as search for new r aw materials and activat ion technolog y for activat ed carbon,ex plo ring an effectiv e method to contro l t he por e structur e and surface propert ies o f activat ed carbon and develo pment of activated car bo n co mpo site are also po inted o ut.Key words activated car bo n,electr ode mater ial,super capacito r,electro chemical per formance*河南理工大学学位论文创新基金资助(2009-D -01);河南理工大学博士基金资助(648216)邢宝林:男,1982年生,博士研究生,主要从事洁净煤技术及炭材料方面的研究 E -mail:baolinx ing @ 谌伦建:通讯作者,男,1959年生,博士,教授,博士生导师,主要从事矿产资源利用及炭材料方面的教学和研究工作 E -mail:lunjianc@0 引言超级电容器(Supercapacitor)又称电化学电容器(Elec -t rochem ical capacitor),是一种介于普通电容器与电池之间的新型储能元件,兼有普通电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点,且充电速度快,循环寿命长,对环境无污染,广泛应用于各种电子产品的备用电源及混合动力汽车的辅助电源[1,2]。
西安交通大学科技成果——高附加值高性能活性碳制备及超级电容器应用
西安交通大学科技成果——高附加值高性能活性碳制备及超级电容器应用项目简介兰炭是以低变质煤为原料、在隔绝空气的情况下、采用低温干馏技术生产的一种固体产品。
它是一种较为硬而脆的煤种，在开采及运输的过程中会产生大量的焦末，其中粒度在3mm以下的兰炭焦末约占总量的10%左右，一般作为低级燃料处理或弃置于地头、河道，不仅浪费了资源、也对环境造成了污染。
我们的工作是将兰炭经过改性后加工制作成高品质活性碳材料，延长兰炭产业链，变废为宝。
它在超级电容器储能、水处理、海水淡化、催化剂载体和吸附等领域有广泛应用。
其中作为超级电容器电极材料应用较广。
超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的储能器件，其主要特征是大电流充放电优异、功率密度高、循环寿命超长（大于10万次）、应用温度范围广（-20-80度），非常适合作为高功率电源设备，如用于汽车启动电源、城市公交电源、重型机械高功率电源、动车能量回收装置和军事武器如激光炮等电源设备。
目前市场上的多孔碳材料主要是用椰壳等植物通过一次碳化和二次活化完成，工序较多，耗能大。
本项目采用一步活化便可将其转变成优质的多孔碳材料。
研究结果表明，兰炭基多孔材料容量大幅度提升，是未活化材料的4-6倍，5000次循环基本保持不变，最高容量在225F/g。
本团队通过对多孔碳进一步改性，容量进一步提升，最高容量可以达到280F/g，显示出很强的电荷储存能力。
兰炭粉末制备多孔碳的优势：（1）节能。
利用兰炭制备多孔碳只需要一步活化即可，相比于椰壳和生物质，通过“碳化+活化”过程，步骤少，操作简单，节约能源。
（2）生产过程中使用的活化剂可以重复使用，因此投入成本少。
（3）多孔碳的制备温度低，能耗低，制作成本低。
（4）制作的多孔碳比表面积大，做电容器电极容量高，做吸附剂则吸附能力强。
（5）现在市场上高品质活性碳的价格是100万元/吨，用兰炭制备的活性炭比表面积大，结构稳定，成本3-5万元/吨，因此利润巨大。
2024年超级电容活性炭市场前景分析
2024年超级电容活性炭市场前景分析引言超级电容器是一种新型的储能设备，具有高能量密度、高功率密度、长寿命和快速充放电等优点。
而超级电容器的核心材料之一就是活性炭，它具有高电导率和大比表面积，能够有效提高超级电容器的性能。
本文将对超级电容活性炭市场的前景进行分析。
超级电容活性炭市场现状目前，超级电容活性炭市场正在快速发展。
活性炭是超级电容器的核心材料，对超级电容器性能的改善起着至关重要的作用。
随着全球对清洁能源和可再生能源的需求不断增加，以及对储能技术的需求日益旺盛，超级电容活性炭市场的需求也在不断扩大。
超级电容活性炭市场主要分为碘化炭和有机炭两个细分市场。
碘化炭是传统的超级电容活性炭材料，具有优异的导电性能和高比表面积，广泛应用于工业和军事领域。
而有机炭是一种新兴的超级电容活性炭材料，具有较好的可塑性和柔韧性，适用于电子消费品等领域。
超级电容活性炭市场前景市场规模预测根据市场研究报告显示，超级电容活性炭市场的规模在未来几年有望持续增长。
预计到2025年，全球超级电容活性炭市场的价值将达到XX亿美元，并呈现稳定增长的趋势。
这主要得益于新能源产业的快速发展和不断增长的储能需求。
技术进步和创新超级电容活性炭市场的发展还受到技术进步和创新的推动。
随着材料科学和储能技术的不断发展，新型的超级电容活性炭材料不断涌现，具有更高的电导率和更大的比表面积。
这将进一步提高超级电容器的性能，并拉动市场的发展。
新能源政策的支持全球各国纷纷出台多项支持清洁能源和可再生能源发展的政策，这也有助于推动超级电容活性炭市场的发展。
政府的支持和政策激励将进一步促进超级电容活性炭的应用，并推动市场的增长。
产业链协同发展超级电容活性炭市场的发展还需要整个产业链的协同发展。
超级电容器制造商、活性炭供应商和相关设备供应商等产业链的各个环节需要相互配合，共同推动市场的发展。
随着产业链的不断完善和协同发展，超级电容活性炭市场的前景将更加可期。
超级电容器炭电极材料的研究
超级电容器炭电极材料的研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长以及环境问题的日益严重，高效、环保的能源存储技术成为了科学研究的热点。
超级电容器作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其高功率密度、快速充放电性能以及长循环寿命等优点，在电动汽车、智能电网、便携式电子设备等领域具有广泛的应用前景。
炭电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。
因此，研究高性能的炭电极材料对于推动超级电容器技术的发展具有重要意义。
本文旨在探讨超级电容器炭电极材料的研究现状、发展趋势以及未来挑战。
我们将对超级电容器的基本原理和炭电极材料的分类进行简要介绍。
随后，重点分析不同类型炭电极材料的制备工艺、结构特征以及电化学性能，并对比其优缺点。
我们还将讨论炭电极材料在超级电容器应用中的实际问题，如循环稳定性、能量密度和功率密度等。
结合当前的研究热点和技术难点，展望超级电容器炭电极材料未来的发展方向，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。
二、超级电容器炭电极材料概述超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及宽广的工作温度范围等优点，受到了广泛的关注和研究。
而炭材料，因其优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性以及低廉的成本，成为了超级电容器电极材料的理想选择。
炭电极材料主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
活性炭是最早被用于超级电容器的炭材料，其具有高比表面积和良好的孔结构，可以提供大量的电荷存储位置。
碳纳米管因其独特的一维结构和优异的电子传输性能，成为了超级电容器电极材料的研究热点。
石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其超高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性，被认为是超级电容器炭电极材料的未来之星。
在超级电容器炭电极材料的研究中，如何提高其比表面积、优化孔结构、改善导电性能以及提高电化学稳定性是研究的重点。
通过物理或化学活化方法，可以增大活性炭的比表面积并改善其孔结构，从而提高其电荷存储能力。
超级电容 电极材料
超级电容电极材料超级电容（Supercapacitors，也称为超级电池、电化学双层电容）是一种能储存和释放大量电能的电子元件，其工作基于电化学双层效应。
超级电容的性能取决于其电极材料，其中包括正极电极材料和负极电极材料。
以下是一些常见的超级电容电极材料：1.活性碳（Activated Carbon）：活性碳是最常见的电极材料之一。
它具有大表面积，提供了更多的电极材料表面供电荷分布，从而增加了电容的容量。
活性碳通常用于负极。
2.氧化铟锡（Indium Tin Oxide，ITO）：氧化铟锡通常用于正极，因为它具有良好的导电性和光透明性，适用于某些应用，如透明超级电容。
3.氧化银（Silver Oxide）：氧化银电极在某些应用中也有用途，因为它具有较高的电导率。
4.铂（Platinum）：铂电极通常用于高性能的超级电容中，因为它具有优异的电导率和耐腐蚀性。
5.导电高分子（Conductive Polymers）：一些导电高分子，如聚苯胺（Polyaniline）和聚噻吩（Polypyrrole），也用于制作超级电容电极。
它们具有良好的导电性和电化学性能。
6.氧化物材料：一些氧化物材料，如锰氧化物（Manganese Oxide）和二氧化钛（Titanium Dioxide），也可以作为电极材料。
它们在某些应用中提供了特定的性能优势。
超级电容的电极材料的选择通常取决于应用的要求，包括电容量、工作电压、充放电速度和环境条件等。
不同的电极材料具有不同的优点和限制，因此在设计超级电容时需要根据具体情况进行选择。
超级电容的电极材料和电介质决定了其性能特点。
超级电容介质类型
超级电容介质类型超级电容介质类型超级电容是一种高能量密度的电化学储能器件，其特点是具有高功率密度、长寿命、快速充放电等优点。
而超级电容的性能取决于其内部电极材料和介质材料的选择。
本文将介绍超级电容中常用的介质类型。
一、活性炭活性炭是一种多孔性材料，具有大比表面积、良好的导电性和化学稳定性等特点。
在超级电容中，活性炭通常作为正极材料使用，它可以提供大量的表面积来吸附离子，并且可以快速地释放储存的电荷。
此外，活性炭还可以与其他材料组合使用，以提高超级电容的能量密度和功率密度。
二、碳纳米管碳纳米管是一种由碳原子组成的纤维状结构，在超级电容中也被广泛应用。
碳纳米管具有优异的导电性能和高比表面积，并且可以通过改变其结构来调节其导电性能和孔隙结构。
因此，在超级电容中使用碳纳米管作为电极材料可以提高其储能效率和循环寿命。
三、金属氧化物金属氧化物是一种由金属离子和氧离子组成的化合物，具有良好的电学性能和化学稳定性。
在超级电容中，金属氧化物通常作为负极材料使用，它可以提供大量的离子储存空间，并且可以通过调节其结构来提高超级电容的储能密度和功率密度。
四、聚合物聚合物是一种由单体分子经过聚合反应形成的高分子材料，具有良好的可塑性和化学稳定性。
在超级电容中，聚合物通常作为介质材料使用，它可以提供大量的孔隙结构来吸附离子，并且可以通过改变其结构来调节其孔隙大小和分布。
此外，聚合物还可以与其他材料组合使用，以提高超级电容的储能效率和循环寿命。
五、离子液体离子液体是一种由阳离子和阴离子组成的液态材料，在超级电容中也被广泛应用。
离子液体具有优异的导电性能和化学稳定性，并且可以通过改变其结构来调节其导电性能和溶解度。
因此，在超级电容中使用离子液体作为介质材料可以提高其储能效率和循环寿命。
六、纳米材料纳米材料是一种具有纳米级尺寸的材料，具有优异的物理化学性能。
在超级电容中，纳米材料可以作为电极材料或介质材料使用，它可以提供大量的表面积或孔隙结构来吸附离子，并且可以通过改变其结构来调节其导电性能和孔隙大小。
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超级电容器专用系列活性炭
信息来源：作者：发表日期：2008-10-26 10:31:48
超级电容器是20世纪80年代开始出现的物理电源储存新技术，它与化学二次蓄电池的储能概念完全不同，超级电容器全是电能的仓库，在其充、放电过程中根本不存在化学反应，所以它在储存电能时具有充电速度快（10-15分钟），不怕过充放电，电能有效利用率最高可达95%以上，（一般现有蓄电池仅为70%左右），使用寿命长，可充放电5-10万次，是诸多不断电源和大电流、低电压电路中的不可缺少的元器件。
此种电源、电池无污染，是绿色环保产品的高科技产品。
根据电容器的原理，电容量取决于电极表面积，为了得到如此大的电容量，超级电容器尽可能地缩小电极间距离、增加极表面积。
为此必须采用高性能专用活性炭制作的多孔化电极。
活性炭多孔化电极可以获得极大的电极表面积，可以达到2000m2/克，与电解液接触的面积大大增加，根据电容量的计算公式，两极板的表面积越大，则电容量越大。
因此，一般双电电容器容量很容易超过1F，它的出现使普通电容器的容量范围骤然跃升了3～4个数量级，目前单体超级电容器的最大电容可达5000F。
因而这种结构的超级电容器具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量。
所以说制造超级电容器的核心材料是具有高比表面积，高性能的活性炭，活性炭的好坏是影响电容器好坏的核心材料。
超级电容器专用活性炭分有机系列与无系列，活性炭的价格高底决定着超级电容器价格。
该电容通过特别的电路及控制设计，可以作为大马力机械的启动和主动电源特别适合行使距离50km以内的车辆，如城市公交车、电动汽车、机场、码头旅客摆渡车、货物搬运车、码头港口的港机及其机械车辆等，成为各国大力开发的对象。
目前，这种先进而环保的技术产品，实现产业化的最困难之处不在技术而在成本。
级电容器的成本高低，主要取决于其核心材料电极炭的成本。
在世界上，除森塬公司外仅有美国、日本和俄罗斯3个国家有产品，其价位高昂，每吨达80～160万元（人民币），而森塬公司研发生产的电极炭价格极有竞争力。
用森塬公司的电极炭生产的环保电动汽车、港机混合动力电源电池、低温启动电源，用于电磁炮、导弹、潜艇、卫星等方面的不间断电源、电储电源电池等。
从2006年哈尔滨巨容新能源有限公司开始使用森塬公司的电极炭产品，历经了2年的运行，各项指标和性能十稳定。
目前已远销韩国、日本、美国、德国、俄罗斯等国家。
物理性质
技术指标
PH值 6.5-7 6.5-7--。