酚醛树脂基活性炭微球的制备及其电化学性能
2011-08-09白俐王先友汪形艳安红芳郑丽萍张小艳
中南大学学报(自然科学版) 2011年10期
白俐,王先友,汪形艳,安红芳,郑丽萍,张小艳
(湘潭大学 化学学院 环境友好化学与应用教育部重点实验室,湖南 湘潭,411105)
超级电容器是介于普通电容器和二次电池之间的一种储能元件,它兼具有普通电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点,可快速充放电而且循环寿命长,被广泛应用于计算机存储器的后备电源、电动汽车启动和爬坡时的辅助动力电源以及大型机电设备的辅助启动电源等[1]。超级电容器常用的电极材料是具有双电层电容的多孔碳材料,包括活性炭[2]、炭纤维[3]、炭气凝胶[4]、中孔炭[5]、骨架炭[6]、炭微球[7]等,以及具有氧化还原“赝电容”的金属氧化物[8]和导电聚合物[9],其中炭微球具有耐热、耐腐蚀、孔径分布易控、吸附性能好、球形度好,比表面积可控等许多优点,是较为理想的超级电容器用新型炭材料[10]。炭微球通常可由多种前躯体制备,如沥青[11]、蔗糖[12]、聚合物[7]等。其中沥青基炭微球由于原料的性质和所采用工艺的特殊性,在制备过程中必须有不融化过程以稳定沥青球,其工艺路线长,成本高[13]。随着高分子设计理论的发展和乳液聚合技术的成熟,可通过聚合物改性,炭化制得炭微球。与其他方法相比,该方法具有工艺简单、制备过程可控、产物形态规则和纯度较高等特点[10]。酚醛树脂是世界上最早人工合成的树脂,不仅生产工艺成熟,价格低廉,而且具有炭化收率高、组分单一、杂质含量低以及易于活化和成孔、炭化活化后所得到的活性炭微球具有较高的导电性等特点[2]。……
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