高性能超级电容器用废液基多孔炭球的制备和性能研究

摘要

具有几何构型的球状结构可以减小电解质离子的传输距离,开发高比表面积、球形结构和制备工艺简单的多孔炭球,对于储能器件十分重要.以生产维生素C过程中产生的废液为原料,利用高温水热炭化和高铁酸钾(K2FeO4)为活化剂制备多孔炭球,并且详细研究了K2FeO4的量对所制备的多孔炭球的电化学性能影响.结果表明,所制备的样品呈现出球形结构且具有分级孔隙度(丰富的微孔和一定的中孔)的孔结构.在以6 mol/L KOH为电解液的三电极体系中,K2FeO4与焦质量比为2所得的多孔炭球(PCS-2)具有高的比表面积以及良好的电化学性能,在电流密度为0.5 A/g时,比电容高达323 F/g.以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体为电解液的对称型超级电容器中,K2FeO4与焦质量比为3所得的多孔炭球(PCS-3)能量密度高达47.2 W·h/kg,而且经过10000次循环后比电容保持率为89％.