—超级电容器活性炭(日本KURARAY

活性炭的微结构与超级电容器性能的构效关系

活性炭的微结构与超级电容器性能的构效关活性炭作为一种多孔炭材料，因孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强等特性，被广泛应用于化工、环保、能源、航空、食品、W药和电子等领域的产品分离、精制、催化、储能等方面，特别是作为储能材料中的电极材料展现出良好的应用前景口］。

活性炭的制备方法主要有物理活化法、化学活化法、模板法等［2］。

不同活化方式所制备的活性炭其孔结构和表面结构特性有所不同［3］。

一般来说，物理活化制备的活性炭比表积适中，孔结构分布宽，表面基团多以碱性基团为主［4］；化学法如KOH活化法制备的活性炭比表面积高且多以微孔为主，而H3P04活化法制备的活性炭一般以介孔为主，表面基团多为酸性基团［5］。

此外，活化方式对炭的微晶结构以及表面杂原子的含量及化学状态也有较大的影响［6］。

活性炭作为超级电容器的电极材料，其孔结构、微晶结构、表面化学结构及状态等结构特性对其电化学性能产生显著影响［7］。

活性炭中丰富的微孔能够增加形成双电层的储能空间，一定的介孔可以提高在高电流密度下电解质离子的迁移速率，从而提高电极的倍率性能［8-9］。

活性炭表面的0、N、P等杂原子能够增加电极表面的震电容、导电性和润湿性［10-11］ o适当地增加活性炭表面杂原子，并调控杂原子的存在形式有益于提高活性炭的电化学性能。

然而，针对不同的活性炭，其最优的孔道结构、炭结构及表面结构并不统一, 因此电极材料的结构与电化学性能关系一直是超级电容器领域的研究热点。

研究活性炭的微结构（孔、微晶及表面）与其电化学性能的构效关系对构筑高效的活性炭电极材料，从而制备出高性能超级电容器具有重要意义。

尽管现有的研究工作已有一些相关的研究报道，但大多数仅仅是从孔结构及杂原子化学结构等单方面因素进行解释所得到的结果，针对活性炭的微结构与其电化学性能构效关系的系统研究及综合多因素影响考虑与探索的研究鲜有报道。

生物质廉价、可再生, 有天然孔道结构，是制备活性炭的优良前体，也是优质廉价的超级电容器电极材料［12］。

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。

2023年超级电容活性炭行业市场分析现状

2023年超级电容活性炭行业市场分析现状目前，超级电容活性炭行业市场正在迅速发展。

超级电容活性炭是一种具有高比表面积和电导率的材料，被广泛应用于电池、电动汽车、能源存储和其他领域。

随着能源需求的增加和环保意识的提高，超级电容活性炭市场的潜力巨大。

首先，超级电容活性炭在能源存储领域具有广阔的应用前景。

随着可再生能源和电动汽车的发展，能源存储需求越来越大。

而超级电容活性炭作为高效能源存储材料，具有高能量密度、高功率密度和长寿命等特点，受到了越来越多厂商的青睐。

因此，超级电容活性炭在能源存储领域的市场需求将会持续增加。

其次，超级电容活性炭在消费电子产品中的应用也越来越广泛。

如今，智能手机、平板电脑和可穿戴设备等消费电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

而超级电容活性炭作为一种高效能量存储材料，可以为这些产品提供更长的电池续航时间和更高的充电速度。

因此，超级电容活性炭在消费电子产品市场中的需求也在不断增长。

此外，超级电容活性炭在汽车行业中也有着重要的应用。

随着全球对节能环保的要求越来越高，电动汽车的市场需求也在不断增加。

而超级电容活性炭作为电动汽车能量储存的关键材料，可以提供更高效的能量转换和更快的充电速度，大大提升了电动汽车的性能和使用体验。

因此，超级电容活性炭在电动汽车市场中的需求也在不断增加。

然而，超级电容活性炭市场也面临一些挑战。

首先，超级电容活性炭的生产成本较高，使得其价格相对较高。

这限制了其在某些领域的应用和市场规模的扩大。

其次，超级电容活性炭的生产工艺和技术仍在不断改进和研究中，市场上的产品质量和稳定性有待提高。

此外，超级电容活性炭市场还面临着来自其他能源存储技术的竞争，如磷酸铁锂电池、锂离子电池等。

因此，超级电容活性炭行业需要不断创新和提高技术水平，以应对市场竞争和满足客户需求。

总的来说，超级电容活性炭行业市场目前处于快速发展阶段。

该行业在能源存储、消费电子产品和汽车领域具有广阔的应用前景。

一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：阮殿波,于学文,乔志军,丁升
申请号：CN201910491068.7
申请日：20190606
公开号：CN110357092A
公开日：
20191022
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种超级电容器用活性炭及其制备方法和应用，属于电极材料技术领域，该活性炭表面键合纳米材料，并通过如下方法进行制备：将异丙醇铝加入到去离子水中，加热、搅拌溶解，同时滴加酸液，继续加热、二次搅拌得溶胶；将溶胶与商用活性炭混合后进行球磨处理得混料，再将混料转移至炭化炉中，炭化处理得超级电容器用活性炭。

材料制备过程简单，能够在现有商品化超级电容器用活性炭材料的设备中完成工程化制备、生产。

申请人：宁波中车新能源科技有限公司
地址：315112 浙江省宁波市鄞州区五乡镇时代路199号
国籍：CN
代理机构：宁波市鄞州盛飞专利代理事务所(特殊普通合伙)
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超级电容器的活性炭电极制备工艺研究

超级电容器的活性炭电极制备工艺研究随着电子技术的发展，电子设备的运行速度和处理能力不断提高。

同时，能源问题也成为了全球关注的焦点。

为了满足设备运行的电源需求，越来越多的研究人员开始关注新型电容器的研发。

超级电容器作为一种新型电容器，具有高功率密度、长寿命、快速充放电、环境友好等优点，因此备受研究者的关注。

超级电容器的核心部件是电极材料。

活性炭作为超级电容器电极材料的首选，因其表面积大、孔径分布广、导电性好等优点而备受青睐。

本文将探讨超级电容器的活性炭电极制备工艺研究。

一、活性炭电极的制备1.材料选择活性炭的选择要考虑两个因素。

首先，活性炭的表面积越大，其在电容器中的表现越好。

其次，选用适当的助剂，如氧化锆等，可以增加活性炭的导电性。

因此，在选择活性炭时需要综合考虑这两个因素。

2.炭化处理在活性炭制备的过程中，炭化处理是必须的。

炭化能够提高活性炭的比表面积、孔径分布和电导率等性能。

通常采用高温热解、氧化、碳化等方法对原料进行处理。

3.活化处理活化处理是活性炭电极制备不可或缺的一步，它能进一步增大活性炭的比表面积和孔径分布，使其电化学表现更优越。

活化处理分为物理活化和化学活化两种方法，物理活化主要是利用气体分子的物理吸附、凝聚和作用，而化学活化是利用碱性、酸性物质对活性炭表面进行化学反应，引入新的官能团。

二、影响活性炭电极表现的因素1.比表面积活性炭的比表面积越大，其在电容器中的表现越好。

为了增大活性炭的比表面积，我们可以采用物理活化、化学活化或多孔碳化处理等方法。

2.孔径分布孔径分布是另一个重要因素。

孔径分布对活性炭电极的电化学表现有很大的影响。

大孔径的材料能够存储更多的离子，而小孔径有助于离子的迁移和扩散。

因此，我们需要在活化处理中控制孔径分布。

3.导电性活性炭本身的导电性较差，因此需要使用助剂来提高其导电性。

常用的助剂是氧化锆、金属氧化物、单壁碳纳米管等。

助剂的添加量需要在保证良好的导电性的同时不减少活性炭的比表面积和孔径分布。

活性炭超级电容器的电化学行为

2.1 原料预碳化
• 作为制备活性炭的含碳量高的原料除了含有碳元素还有一些非碳元素，如氧、氢、氟、硫等元素。这些元素含量的高低和化学结构状态都能影响活性炭的性能。
• 碳化是将原料在保护气氛下加热处理，使原料发生热分解。碳化过程是伴随着非碳元素排出的过程，这些元素一般以气体的形式排出，如氧气、水蒸气、二氧化碳、一氧化碳等。碳化温度和碳化时间是影响碳化程度和最终得到的活性炭性能的重要条件，这两个条件能对活性炭的收率、比表面积、孔容积、孔径分布等性能产生重大影响。
2.4活化方法
活化反应用氧化气体或化学物质做氧化剂清除孔隙中杂质，扩大炭化料在炭化过程中产生的孔隙和产生新的微孔，进而提高了孔容积和比表面积。
活化方法
物理活化法化学活化法
2.5 化学活化法
• 活化剂：KOH,H3PO4,ZnCl2等
• 控制因素：活化剂种类、活化温度、活化时间、活化剂比例等
• 碳化温度过高导致活性炭收率降低的主要原因有两点：其一温度越高，生物质热解的越充分；其二是形成的焦炭残留物发生了二次分解。
2.3 时间对碳化的影响
• 康捷等在用棉秆制备活性炭的一文中对碳化时间对活性炭性能的影响进行了研究，结果表明：在 400℃下活化，碳化时间延长至180min，此阶段内活性炭的吸附性能得到了提高，但碳化时间从180 min延长至240 min，吸附性能没有明显增强，因此碳化温度为400℃，碳化时间为180 min为最佳条件。碳化时间越长，挥发分逸出而留下的孔隙越多，炭化越充分，利于有机物成炭，减少堵塞孔的焦油，利于微孔的形成。但是当碳化完全之后，碳化时间的延长对活性炭的影响不再明显。
3.3 比容量的测试
图3 电极Bode谱图

一种超级电容器用高纯活性炭的纯化方法[发明专利]

专利名称：一种超级电容器用高纯活性炭的纯化方法专利类型：发明专利
发明人：杨金杯,惠建超,刘斌
申请号：CN202011084993.7
申请日：20201012
公开号：CN112174139A
公开日：
20210105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种超级电容器用高纯活性炭的纯化方法，包括以下步骤：1）筛选活性炭炭样；2）将步骤1）筛选得到的活性炭炭样在碱洗液中进行碱洗3‑5h，碱洗温度控制在70‑90℃，碱洗结束后用蒸馏水漂洗至中性；3）将经步骤2）处理洗后的活性炭炭样置于酸洗液中酸洗20‑30h，酸洗温度控制在70‑90℃，酸洗结束后用蒸馏水漂洗至中性；4）将经步骤3）处理后的活性炭炭样置于蒸馏水中浸泡2‑4h；5）将经步骤4）处理后的活性炭炭样再次漂洗至中性，并进行烘干；6）氮气保护下，在900‑1100℃的温度条件下，焙烧2‑3h，即可得到所需的超级电容器高纯活性炭。

该纯化过程简单，能够实现低成本连续生产的目的，并有效降低氧杂质影响，延长电容器使用寿命。

申请人：江苏浦士达环保科技股份有限公司
地址：215634 江苏省苏州市张家港市扬子江国际化学工业园华达路5号(浦士达)
国籍：CN
代理机构：苏州启华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：徐伟华
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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]。

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。

超级电容器简介

超级电容器-简介超级电容器由于石油资源日趋短缺，并且燃烧石油的内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重（尤其是在大、中城市），人们都在研究替代内燃机的新型能源装置。

已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。

但是由于它们固有的使用寿命短、温度特性差、化学电池污染环境、系统复杂、造价高昂等致命弱点，一直没有很好的解决办法。

而超级电容器以其优异的特性扬长避短，可以部分或全部替代传统的化学电池用于车辆的牵引电源和启动能源，并且具有比传统的化学电池更加广泛的用途。

正因为如此，世界各国（特别是西方发达国家）都不遗余力地对超级电容器进行研究与开发。

其中美国、日本和俄罗斯等国家不仅在研发生产上走在前面，而且还建立了专门的国家管理机构（如：美国的USABC、日本的SUN、俄罗斯的REVA等），制定国家发展计划，由国家投入巨资和人力，积极推进。

就超级电容器技术水平而言，目前俄罗斯走在世界前面，其产品已经进行商业化生产和应用，并被第17届国际电动车年会（EVS—17）评为最先进产品，日本、德国、法国、英国、澳大利亚等国家也在急起直追，目前各国推广应用超级电容器的领域已相当广泛。

在我国推广使用超级电容器，能够减少石油消耗，减轻对石油进口的依赖，有利于国家石油安全；有效地解决城市尾气污染和铅酸电池污染问题；有利于解决战车的低温启动问题。

目前，国内主要有10余家企业在进行超级电容器的研发超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。

众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。

那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。

2023年超级电容活性炭行业市场研究报告

2023年超级电容活性炭行业市场研究报告超级电容器是一种新型的储能电池，具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命、快速充放电等优点，被广泛应用于储能、电力传输、汽车和电子设备等领域。

而超级电容活性炭是超级电容器的核心材料，其市场规模也随着超级电容器市场的发展而不断增长。

一、超级电容活性炭行业市场规模超级电容活性炭主要用于制造超级电容器，其市场规模与超级电容器市场密切相关。

据统计，2019年全球超级电容器市场规模为32.2亿美元，并预计到2027年将达到82.9亿美元，年复合增长率为13.5%。

根据超级电容活性炭在超级电容器中的使用比例，可以推算出超级电容活性炭的市场规模约为5.3-13.6亿美元。

二、超级电容活性炭行业市场竞争分析当前，全球超级电容活性炭市场竞争激烈，主要有美国、日本和韩国等国家的企业参与竞争。

美国拥有众多的超级电容活性炭制造企业，如Cabot Corporation、Kuraray Co., Ltd.等；日本的超级电容活性炭制造企业主要有Nippon Carbon Co., Ltd.；韩国的超级电容活性炭制造企业有杏花纤维公司等。

这些企业通过技术创新、产品质量和成本控制等方面的竞争，争夺市场份额。

三、超级电容活性炭行业发展趋势分析1. 技术升级：超级电容活性炭的技术不断升级，生产工艺和材料配方得到改进，提高了超级电容器的性能指标。

未来，超级电容活性炭的制备技术将更加精细化和专业化，以满足不同领域的需求。

2. 新应用领域拓展：随着超级电容器应用领域的不断拓展，对超级电容活性炭的需求也在不断增加。

除了传统的电力传输、储能和汽车领域，超级电容器还有望应用于物联网、航空航天等领域，为超级电容活性炭行业带来更大的市场机遇。

3. 环保要求推动：随着全球环境保护意识的提高，对可再生能源和高效能源储存技术的需求也在不断增加。

超级电容器作为一种高效能源储存技术，其市场前景广阔。

超级电容活性炭作为超级电容器的核心材料，也将受到环保要求的推动，市场发展前景较好。

超级电容器活性炭

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710303134.4(22)申请日 2017.05.03(71)申请人贵州理工学院地址 550003 贵州省贵阳市云岩区蔡关路1号申请人李祥(72)发明人李祥　(74)专利代理机构贵阳春秋知识产权代理事务所(普通合伙) 52109代理人杨云(51)Int.Cl.H01G 11/34(2013.01)H01G 11/46(2013.01)H01G 11/86(2013.01)(54)发明名称超级电容器活性炭-MnO 2复合电极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种超级电容器活性炭-MnO 2复合电极材料的制备方法，属于电容器电极材料的制备方法。

其方法是将一定比例的活性炭、MnCl 2、KMnO及去离子水置于高压反应釜中，在130～150℃的条件下反应5～6h，冷却至室温，过滤收集生成物；将生成物洗涤、烘干，得活性炭-MnO 2复合粉体；将活性炭-MnO 2复合粉体置于球磨机中正反循环研磨20次；将经过研磨的活性炭-MnO 2复合粉体85wt％、碳黑8wt％、PVDF7wt％混合均匀，滴入氮钾基吡咯焥酮调配成粘度为2300MPa.s的浆料。

本发明方法制备的活性炭-MnO 2复合电极材料具有比电容大、等效串联电阻小、循环充放电性能稳定性、成本低等特点；是一种制备电容器电极材料的方法。

权利要求书1页说明书2页CN 107195476 A 2017.09.22C N 107195476A1.一种超级电容器活性炭-MnO 2复合电极材料的制备方法，其特征在于方法如下：1)将活性炭、MnCl 2、KMnO 4、去离子水按2g:8g:10g:500ml的比例混合，在130～150℃的条件下反应5～6h，冷却至室温，过滤收集沉淀物；2)将沉淀物洗涤、烘干后获活性炭-MnO 2复合粉体；3)将活性炭-MnO 2复合粉体置于球磨机中，按正向研磨1h、停机0.5h、反向研磨1h、停机0.5h的方式循环研磨20次，球磨机的正反向转速均为300r/min；4)将经过研磨的活性炭-MnO 2复合粉体、碳黑、PVDF按85wt.％：8wt.％：7wt.％的比例研磨均匀，滴入氮钾基吡咯焥酮调配成粘度为2300MPa.s的浆料。

森塬公司超级电容器活性炭规格

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，超级电容器完全是电能的仓库，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，是诸多不间断电源和大电流、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、增加电极表面积。

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，一般双电层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量可达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就是具有高比表面积，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机系列，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它机械车辆等，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。

超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个国家有此产品，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。

一种高面电容超级电容器粘结剂的性能和机理研究

一种高面电容超级电容器粘结剂的性能和机理研究超级电容器是一种新兴的储能器件,因其具有高功率密度、高循环稳定性而受到研究人员的广泛关注。

然而,低面电容和低能量密度一直是超级电容器实际应用的瓶颈。

目前,提高面电容和能量密度的方法中,普遍存在成本较高、步骤繁琐等问题,仍无法很好地满足商业化要求。

粘结剂作为超级电容器的重要组分之一,能够促进电解质离子的传导并保持电极结构的稳定。

然而,目前普遍使用的粘结剂存在粘结性不足、机械强度差等缺点,制约了高载量和高面电容的电容器的制备。

细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)作为一种自然界内含量丰富、生产成本低、机械强度大的高分子,是非常理想的电容器粘结剂材料。

基于此,本文以BC纳米纤维作为粘结剂,设计了高载量的超级电容器结构,并对其电化学性能以及BC纳米纤维粘结剂的普适性进行了深入探究。

首先,BC 纳米纤维具有良好的机械性能,其表面丰富的羟基能够与电极材料形成较强的范德华力,使制备的自支撑电极结构实现了55.4 mg/cm2的高载量(活性物质载量44.3 mg/cm2)。

其次,BC纳米纤维表面丰富的羟基与电解液有良好的亲和性,能够促进电解质离子在电极内的传导,在高载量下保持了电极材料211.4 F/g的比容量,进而实现10.4 F/cm2的高面电容。

通过与传统的粘结剂PVDF、CMC以及PVA等对比,BC 纳米纤维粘结剂表现出结构和性能上的优势。

比表面积、电化学性能等测试表明BC独特的纤维结构不影响电极材料的孔结构和比表面积,可最大限度地保留电极材料的本征电容性能,同时保证了电极的机械性能和循环稳定性。

此外,BC纳米纤维与多种商业活性炭(Kuraray活性炭和Norit活性炭)制备的超级电容器,表现出优于传统粘结剂的性能,进一步体现了BC纳米纤维作为粘结剂的商业应用前景。