CN107256806A - 一种电极材料及超级电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电极材料及超级电容器。本发明提供的电极材料通过以下方式获得：a)将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料；b)将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；c)对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；d)将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。所述电极材料比表面积大，导电性良好，比容量高，能量密度高，具有良好的综合性能。

Description

一种电极材料及超级电容器
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，特别涉及一种电极材料及超级电容器。
背景技术
随着各种电子产品的普及和快速发展，市场对于储能系统的要求也逐步提高，各种储能装置得到越来越广泛的应用和研究；其中，超级电容器因具有良好的循环寿命、快速响应性、良好的稳定性、高功率密度等诸多优点而广泛应用于新能源汽车、军事、通信和国家电网等众多领域。
超级电容器包括正极、负极、隔膜和电解液，其中，正负极的电极材料作为电容器的重要组成部分，对超级电容器的能量密度等性能起着至关重要的作用。目前，超级电容器的电极材料以碳材料为主，其来源广泛、价格低廉、易产业化，是一种相对理想的电极材料。但是，目前以碳材料作为电极材料的超级电容器一直受到导电性的制约，且能量密度及比容量偏低，严重制约了超级电容器的应用。
目前的主要解决方式是在制备电极过程中添加炭黑或碳纳米管等导电剂，然而，这仅能减小材料粒子间的电阻，并不能有效改善电极材料的导电性，也不能改善其能量密度和比容量等性能。因此，开发具有优异性能的电极材料对于超级电容器领域具有重要的实际意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电极材料，其导电性好，且具有高比容量和能量密度。
本发明提供了一种电极材料，所述电极材料通过以下方式获得：
a)将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料；
b)将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；
c)对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；
d)将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
优选的，所述步骤a)中，碳源溶液选自酚醛树脂水溶液、酚醛树脂醇溶液、葡萄糖溶液、水溶性淀粉溶液、沥青溶液和羧甲基纤维素钠溶液中的一种或几种；
所述碳源溶液的浓度为10～500g/mL。
优选的，所述步骤a)中，可膨胀石墨与碳源溶液的质量比为0.1％～30％。
优选的，所述步骤c)中，所述热处理的温度为400～900℃。
优选的，所述步骤d)中，活化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钙中的一种或几种；
活化剂溶液的浓度为0.01～4g/mL。
优选的，所述步骤d)中，碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂的质量比为1∶(0.1～4)。
优选的，所述步骤d)中，活化的温度为600～1000℃。
优选的，所述步骤c)中，所述热处理在氮气气氛和/或惰性气体气氛下进行；
所述步骤d)中，所述活化的气氛选自在氮气、惰性气体和水蒸气中的一种或几种。
优选的，所述步骤a)中，所述可膨胀石墨的粒度为1～50μm；
所述步骤b)中，所述造粒的方式选自喷雾造粒、熔融造粒、搅拌造粒、团聚造粒或流化造粒。
本发明还提供了一种超级电容器，包括正极、负极、电解液和介于正极与负极之间的隔膜；所述正极包括正极材料，所述负极包括负极材料，所述正极材料和/或负极材料包括上述技术方案所述的电极材料。
本发明提供了一种电极材料，所述电极材料通过以下方式获得：a)将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料；b)将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；c)对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；d)将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。所述电极材料比表面积大，导电性良好，比容量高，能量密度高，具有良好的综合性能。实验结果表明，本发明提供的电极材料的比表面积高达2000m2/g左右，比容量可达150～200F/g，电阻低至3.6～6.2Ω，能量密度达到20wh/kg以上。
具体实施方式
本发明提供了一种电极材料，所述电极材料通过以下方式获得：
a)将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料；
b)将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；
c)对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；
d)将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
本发明提供的电极材料比表面积大，导电性良好，比容量高，能量密度高，具有良好的综合性能。
按照本发明，首先将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料。
本发明中，所述可膨胀石墨的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，优选将市售可膨胀石墨粉碎，所述粉碎可在干性物料粉碎机中进行，所述粉碎的时间优选为1～30min。在一些实施例中，将可膨胀石墨粉碎至粒度为1～50μm；在一些实施例中，将可膨胀石墨粉碎至粒度为30～50μm；在一些实施例中，将可膨胀石墨粉碎至粒度为30～40μm。
本发明中，所述碳源溶液优选为酚醛树脂水溶液、酚醛树脂醇溶液、葡萄糖溶液、水溶性淀粉溶液、沥青溶液和羧甲基纤维素钠溶液(即CMC溶液)中的一种或几种；更优选为酚醛树脂水溶液、酚醛树脂醇溶液、葡萄糖溶液和羧甲基纤维素钠溶液中的一种或几种。其中，水溶性淀粉是指可溶于冷水的淀粉，所述水溶性淀粉溶液优选为水溶性淀粉的水溶液。本发明中，所述碳源溶液的浓度优选为10～500g/mL，更优选为20～100g/mL。
本发明中，将可膨胀石墨与碳源溶液混合时，可膨胀石墨与碳源溶液的质量比优选为0.1％～30％，更优选为1％～10％，进一步优选为5％～10％。本发明中，所述混合的方式没有特殊限制，能够将二者混合均匀即可，如可以通过搅拌进行混合；本发明中，所述搅拌的转速优选为200～1000r/min，所述搅拌的时间优选为0.5～10h，更优选为0.5～3h；将可膨胀石墨与碳源溶液混合后，得到混合料。
按照本发明，在得到混合料后，将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体。
本发明中，所述造粒的方式没有特殊限制，按照常规造粒方式进行即可，其优选为喷雾造粒、熔融造粒、搅拌造粒、团聚造粒或流化造粒。其中，喷雾造粒可利用喷雾造粒机进行，将流态物料经雾化喷嘴雾化形成粒料；所述熔融造粒可利用熔融造粒机进行，熔融物料进入布料器并沿钢带向下转化为滴落的液滴，落在下方钢带上，经冷却形成粒料；搅拌造粒可利用搅拌造粒机或搅拌混合造粒机进行，通过机械搅拌成粒；团聚造粒可利用团聚造粒机进行，其主要是在转动、振动、搅拌等作用下使处于运动中的湿润物料发生凝聚，形成粒料；流化造粒可利用流化床造粒设备进行，使物料流化凝结形成粒料。本发明中，所述造粒的粒料粒径优选为10～20um。在所述造粒后，形成碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体。
按照本发明，在得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体后，对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料。
本发明中，所述热处理的温度优选为400～900℃。本发明中，所述热处理的升温速率优选为2～10℃/min，更优选为3～5℃/min。本发明中，升至热处理的上述目标温度后，优选保温1～12h，然后随炉冷却至室温。本发明中，所述热处理优选在氮气气氛和/或惰性气体气氛下进行(所述惰性气体即为本领域熟知的氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)；更优选在氮气气氛和/或氩气气氛下进行。在所述热处理后，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料。
按照本发明，在得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料后，将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
本发明中，所述活化剂溶液中的活化剂优选为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钙中的一种或几种。本发明中，所述活化剂溶液的浓度优选为0.01～4g/mL。
本发明中，在将碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合时，碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂的质量比优选为1∶(2～4)，更优选为1∶3。所述混合的方式没有特殊限制，能够将二者混合均匀即可。
本发明中，在上述混合后，对混合物料进行加热活化，所述活化的温度优选为600～1000℃；所述活化的保温时间优选为1～20h。本发明中，所述活化的气氛优选选自在氮气、惰性气体和水蒸气中的一种或几种；所述惰性气体优选为氩气。在所述活化后，形成活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
本发明中，在上述混合后及加热活化前，优选对混合物料进行干燥。在所述加热活化后，优选对活化产物进行洗涤和干燥，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
本发明提供的电极材料通过上述制备过程制得，制备过程中可膨胀石墨受热膨胀产生气体，气体扩散动力在外表碳源碳化过程中进行造孔，形成具有发达孔隙结构的活性碳包覆层，内部为具有层状结构的可膨胀石墨，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。实验结果表明，本发明提供的电极材料比表面积大、可高达2000m2/g左右，导电性良好、电阻低至3.6～6.2Ω，比容量高、可达150～200F/g，能量密度高、达到20wh/kg以上，具有良好的综合性能。
本发明还提供了一种超级电容器，包括正极、负极、电解液和介于正极与负极之间的隔膜；所述正极包括正极材料，所述负极包括负极材料，所述正极材料和/或负极材料包括上述技术方案所述的电极材料。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨(由青岛天和达石墨有限公司提供)用干性物料粉碎机粉碎5min后取0.5g加入到100ml浓度为10g/mL的葡萄糖溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至900℃进行热处理，保温2h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:2)，烘干后，在氩气气氛下进行加热活化，加热至800℃并保温2h后自然冷却，再将所得产物清洗干净后干燥处理，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
对所得产品进行比表面积和粒度测试，结果显示，所得产品的比表面积约为2103m2/g，平均粒度约为8.23μm。
1.3性能测试：
利用Autolab电化学工作站EIS测试方法测试1.1所得产品的电阻，结果显示，其电阻为3.6Ω。
将1.1所得产品与PVDF、导电炭黑以质量比8:1:1混合制浆并涂在铝箔上，经干燥、辊压，得到正极片；重复上述过程，得到负极片；以PP(聚丙烯)为隔膜，以商用超级电容器电解液(新宙邦DLC301)为电解液，组装成超级电容器。利用蓝电电池测试系统测试电容器工作过程中的比容量及能量密度，电压范围0～3V。
结果显示，超级电容器的能量密度为23.7wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为205F/g。
实施例2
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨用干性物料粉碎机粉碎10min后取1g加入到100ml浓度为20g/mL的葡萄糖溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至400℃进行热处理，保温3h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:3)，烘干后在氩气气氛下进行加热活化，加热至800℃，保温4h后自然冷却，再将所得产物清洗后干燥处理，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
所得产品的比表面积约为1983m2/g，平均粒度约为7.98μm。
1.3性能测试：
按照实施例1的测试方法测试所得产品的电阻，结果显示，其电阻为4.5Ω。
按照实施例1的方法组装超级电容器并测试其工作性能，结果显示，超级电容器的能量密度为23.2wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为200F/g。
实施例3
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨用干性物料粉碎机粉碎5min后取0.5g加入到100ml浓度为100g/mL的CMC溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至600℃进行热处理，保温8h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:4)，烘干后在氩气气氛下进行加热活化，加热至1000℃，保温6h后自然冷却，再将所得产物清洗干净后干燥处理，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
所得产品的比表面积约为1809m2/g，平均粒度约为9.05μm。
1.3性能测试：
按照实施例1的测试方法测试所得产品的电阻，结果显示，其电阻为6Ω。
按照实施例1的方法组装超级电容器并测试其工作性能，结果显示，超级电容器的能量密度为22.3wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为195F/g。
实施例4
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨用干性物料粉碎机粉碎5min后取1g加入到100ml浓度为500g/mL的CMC溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至800℃进行热处理，保温12h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:4)，烘干后在氩气气氛下进行加热活化，加热至800℃，保温20h后自然冷却，再将所得产物置清洗干净后干燥，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
所得产品的比表面积约为1806m2/g，平均粒度约为10.30μm。
1.3性能测试：
按照实施例1的测试方法测试所得产品的电阻，结果显示，其电阻为4.3Ω。
按照实施例1的方法组装超级电容器并测试其工作性能，结果显示，超级电容器的能量密度为21.6wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为180F/g。
实施例5
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨用干性物料粉碎机粉碎5min后取0.5g加入到100ml浓度为20g/mL的酚醛树脂醇溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至800℃进行热处理，保温5h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:2)，烘干后在氩气气氛下进行加热活化，加热至800℃，保温5h后自然冷却，再将所得产物清洗干净后干燥处理，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
所得产品的比表面积约为1650m2/g，平均粒度约为12.45μm。
1.3性能测试：
按照实施例1的测试方法测试所得产品的电阻，结果显示，其电阻为6.2Ω。
按照实施例1的方法组装超级电容器并测试其工作性能，结果显示，超级电容器的能量密度为20.4wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为150F/g。
实施例6
1.1样品的制备：
将可膨胀石墨用干性物料粉碎机粉碎10min后取1g加入到100ml浓度为250g/mL的酚醛树脂醇溶液中混合均匀，得到混合料；利用喷雾干燥造粒机对上述混合料进行喷雾造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；将所得前驱体在氩气气氛下升温至800℃进行热处理，保温3h后自然冷却，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；将所得碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料加入氢氧化钾饱和溶液中(复合材料与氢氧化钾的质量比为1:3)，烘干后在氩气气氛下进行加热活化，加热至1000℃，保温7h后自然冷却，再将所得产物清洗干净后干燥处理，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
1.2样品的表征：
所得产品的比表面积约为1700m2/g，平均粒度约为10.83μm。
1.3性能测试：
按照实施例1的测试方法测试所得产品的电阻，结果显示，其电阻为5.7Ω。
按照实施例1的方法组装超级电容器并测试其工作性能，结果显示，超级电容器的能量密度为21.2wh/kg。在1A/g的电流密度下，超级电容器的比容量为170F/g。
由以上实施例可知，本发明提供的电极材料比表面积大、可高达2000m2/g左右，导电性良好、电阻低至3.6～6.2Ω，比容量高、可达150～200F/g，能量密度高、达到20wh/kg以上，具有良好的综合性能。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料通过以下方式获得：
a)将可膨胀石墨与碳源溶液混合，得到混合料；
b)将所述混合料造粒，得到碳源包覆可膨胀石墨的球型前驱体；
c)对所述前驱体进行热处理，得到碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料；
d)将所述碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂溶液混合，加热活化，得到活性碳包覆可膨胀石墨的球型复合电极材料。
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤a)中，碳源溶液选自酚醛树脂水溶液、酚醛树脂醇溶液、葡萄糖溶液、水溶性淀粉溶液、沥青溶液和羧甲基纤维素钠溶液中的一种或几种；
所述碳源溶液的浓度为10～500g/mL。
3.根据权利要求1或2所述的电极材料，其特征在于，所述步骤a)中，可膨胀石墨与碳源溶液的质量比为0.1％～30％。
4.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤c)中，所述热处理的温度为400～900℃。
5.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤d)中，活化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钙中的一种或几种；
活化剂溶液的浓度为0.01～4g/mL。
6.根据权利要求1或5所述的电极材料，其特征在于，所述步骤d)中，碳包覆可膨胀石墨的球型复合材料与活化剂的质量比为1∶(0.1～4)。
7.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤d)中，活化的温度为600～1000℃。
8.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤c)中，所述热处理在氮气气氛和/或惰性气体气氛下进行；
所述步骤d)中，所述活化的气氛选自在氮气、惰性气体和水蒸气中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述步骤a)中，所述可膨胀石墨的粒度为1～50μm；
所述步骤b)中，所述造粒的方式选自喷雾造粒、熔融造粒、搅拌造粒、团聚造粒或流化造粒。
10.一种超级电容器，包括正极、负极、电解液和介于正极与负极之间的隔膜；其特征在于，所述正极包括正极材料，所述负极包括负极材料，所述正极材料和/或负极材料包括权利要求1～9中任一项所述的电极材料。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110655074A (zh) * 2019-09-30 2020-01-07 广东凯金新能源科技股份有限公司 一种储能用的低成本长循环的石墨及其制备方法
CN111960411A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 浙江锂宸新材料科技有限公司 一种大孔径石墨负极材料及其制备方法
CN113096967A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 广德天运新技术股份有限公司 基于碳纤维的高比容量超级电容器电极材料及制备方法
CN113603089A (zh) * 2021-08-12 2021-11-05 中国石油化工股份有限公司 一种储能碳材料及其制备方法和应用
CN114843111A (zh) * 2022-05-17 2022-08-02 清华大学 一种多级结构碳纳米复合材料及其制备方法与应用
CN115448307A (zh) * 2022-09-13 2022-12-09 季华实验室 一种膨胀石墨基碳复合材料及其制备方法和应用
WO2023078159A1 (zh) * 2021-11-08 2023-05-11 湖南中科星城石墨有限公司 一种人造石墨负极材料及制备方法和用途

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1334237A (zh) * 2000-07-25 2002-02-06 可乐丽股份有限公司 活性炭及其生产方法,可极化电极、以及双电层电容器
CN1848490A (zh) * 2006-04-07 2006-10-18 清华大学 一种核壳结构的碳质锂离子电池负极材料及其制备方法
CN101841019A (zh) * 2010-04-30 2010-09-22 湖南大学 锂离子电池用炭包覆扩层石墨复合材料及其制备方法
CN101859893A (zh) * 2010-05-27 2010-10-13 深圳市德兴富电池材料有限公司 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN105261487A (zh) * 2015-11-05 2016-01-20 宁波南车新能源科技有限公司 用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法
JP2016027599A (ja) * 2014-07-03 2016-02-18 三菱鉛筆株式会社 炭素多孔質電極およびその製造方法
CN106517184A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 天津工业大学 超级电容器用高性能三维多级孔碳微球的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1334237A (zh) * 2000-07-25 2002-02-06 可乐丽股份有限公司 活性炭及其生产方法,可极化电极、以及双电层电容器
CN1848490A (zh) * 2006-04-07 2006-10-18 清华大学 一种核壳结构的碳质锂离子电池负极材料及其制备方法
CN101841019A (zh) * 2010-04-30 2010-09-22 湖南大学 锂离子电池用炭包覆扩层石墨复合材料及其制备方法
CN101859893A (zh) * 2010-05-27 2010-10-13 深圳市德兴富电池材料有限公司 一种锂离子电池负极材料的制备方法
JP2016027599A (ja) * 2014-07-03 2016-02-18 三菱鉛筆株式会社 炭素多孔質電極およびその製造方法
CN105261487A (zh) * 2015-11-05 2016-01-20 宁波南车新能源科技有限公司 用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法
CN106517184A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 天津工业大学 超级电容器用高性能三维多级孔碳微球的制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110655074A (zh) * 2019-09-30 2020-01-07 广东凯金新能源科技股份有限公司 一种储能用的低成本长循环的石墨及其制备方法
CN111960411A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 浙江锂宸新材料科技有限公司 一种大孔径石墨负极材料及其制备方法
CN113096967A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 广德天运新技术股份有限公司 基于碳纤维的高比容量超级电容器电极材料及制备方法
CN113096967B (zh) * 2021-04-16 2024-01-23 广德天运新技术股份有限公司 基于碳纤维的高比容量超级电容器电极材料及制备方法
CN113603089A (zh) * 2021-08-12 2021-11-05 中国石油化工股份有限公司 一种储能碳材料及其制备方法和应用
CN113603089B (zh) * 2021-08-12 2023-03-10 中国石油化工股份有限公司 一种储能碳材料及其制备方法和应用
WO2023078159A1 (zh) * 2021-11-08 2023-05-11 湖南中科星城石墨有限公司 一种人造石墨负极材料及制备方法和用途
CN114843111A (zh) * 2022-05-17 2022-08-02 清华大学 一种多级结构碳纳米复合材料及其制备方法与应用
CN114843111B (zh) * 2022-05-17 2024-01-30 清华大学 一种多级结构碳纳米复合材料及其制备方法与应用
CN115448307A (zh) * 2022-09-13 2022-12-09 季华实验室 一种膨胀石墨基碳复合材料及其制备方法和应用

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