超級(jí)電容器活性炭在過(guò)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(lái)說(shuō)，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(kāi)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(guò)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(kāi)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(guò)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(shù)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。活性炭納米管已經(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?。通過(guò)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(kāi)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(wèn)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(guò)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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