超級(jí)電容器活性炭在過去幾十年一直是廣泛研究的焦點(diǎn)。 活性炭將超級(jí)電容器比電池提供更高的功率，更好的循環(huán)使用壽命和更高的可靠性，但具有更低的能量密度和更高的自放電性能。雖然當(dāng)前可用的能量密度對(duì)于應(yīng)急來說，能力儲(chǔ)存和能量回收等指數(shù)是可接受的，但有限的能量密度普遍被認(rèn)為是超級(jí)電容器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要障礙。許多研究和開發(fā)重點(diǎn)是以超高的價(jià)格提高超級(jí)電容器的活性炭能量密度。然而，超級(jí)電容器活性炭市場(chǎng)的價(jià)格比性能要敏感得多，導(dǎo)致高級(jí)超級(jí)電容器活性炭在市場(chǎng)上的失敗。
今天，幾乎所有的超級(jí)電容器制造商都使用椰殼活性炭作為活性炭材料。通過炭化前體制備活性炭，然后使用諸如蒸汽或二氧化碳的試劑氧化燒焦體以產(chǎn)生大量納米孔。超級(jí)電容器活性炭用的是好的活性炭，其被純化以將灰分降低至低于1%，并且將鹵素和鐵雜質(zhì)降低至低于100ppm以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的循環(huán)。由于活性炭占超級(jí)電容器總材料成本的一半左右，因此如果超級(jí)活性炭能控制好成本，無(wú)疑是行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)。
韓研已經(jīng)開發(fā)了許多多孔活性炭用于超級(jí)電容器。先前已經(jīng)在超級(jí)電容器中使用由通過熱解聚合氣凝膠制成的納米尺寸顆粒和由聚合物制備的活性炭的樹脂衍活性炭組成的活性炭氣凝膠。它們?nèi)匀灰鹆巳藗兊年P(guān)注，但是由于其成本已經(jīng)下降，它們大部分被椰殼活性炭所取代?；钚蕴考{米管已經(jīng)被廣泛地研究為超級(jí)電容器材料，但是單壁納米管仍然是非常昂貴的，而多壁納米管以更高的成本提供與活性炭相當(dāng)?shù)男阅堋Ｍㄟ^用氯氣蝕刻金屬炭化物制備的炭化物衍生炭已經(jīng)顯示出活性炭的能量密度的大致兩倍。然而，由于所涉及的反應(yīng)物的腐蝕性，其加工昂貴且困難。盡管開發(fā)了高能量密度超級(jí)電容器活性炭，但椰殼活性炭依然占主導(dǎo)地位。
可循環(huán)性是影響新型超級(jí)電容器活性炭的另一個(gè)問題。大多數(shù)超級(jí)電容器活性炭研究描述了由于時(shí)間限制以及在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上獲得良好密封的電池的難度，幾百或幾千個(gè)測(cè)試周期。然而，商用超級(jí)電容器的額定值為100,000次以上。長(zhǎng)時(shí)間的騎自行車后，降級(jí)往往只會(huì)變得明顯。此外，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模測(cè)試通常使用“燒杯測(cè)試"，其中超級(jí)電容器電極在測(cè)試期間浸入電解質(zhì)燒杯中。這允許在測(cè)試過程中活性炭中的雜質(zhì)擴(kuò)散到大體積的電解質(zhì)中，減少它們對(duì)循環(huán)壽命的影響。相比之下，在實(shí)際的裝置中，電解質(zhì)被包含在電極和薄的隔膜中。
椰殼活性炭作為超級(jí)電容器活性炭的原材料，其大于2000㎡/克的比表面積，是目前超級(jí)電容器最合適的原材料。而目前韓研有多款為超級(jí)電容器定制的活性炭，有想要了解的請(qǐng)點(diǎn)擊咨詢。
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