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本文以石油焦为原料,采用KOH化学活化法制备高比表面积活性炭(High Surface Area Activated Carbon,简称HSAAC),系统考察了碱炭比、活化温度和保温时间等工艺因素对活性炭的收率、孔结构和电容特性的影响,确立了调控活性炭结构和性能的工艺方法和工艺条件。将所制得的石油焦基活性炭用作双电层电容器(Electric Double-Layer Capacitor,简称EDLC)的电极材料,以1mol/L的LiPF6有机溶液和30%的KOH水溶液作电解质溶液,考察了石油焦基活性炭的充放电性能、循环伏安及交流阻抗性能,并探讨了活性炭的电化学性能与其比表面积和孔结构之间的关系。研究表明,KOH活化剂的用量、活化温度和保温时间是影响石油焦基活性炭结构和性能的主要工艺因素。随着碱炭比的增加、活化温度的升高和活化时间的延长,所得活性炭的收率减少;而活性炭的比表面积和总孔容则随着碱炭比的增大、活化温度的升高和保温时间的延长均呈先增大后减小趋势。在活化后期,石油焦基活性炭的孔径分布开始以双峰的形式出现,孔径在2~5nm范围内的的中孔孔容明显增加。在1mol/L LiPF6有机电解液中,石油焦基活性炭的比电容随着碱炭比的增大、活化温度的升高与保温时间的延长均呈先增大后减小趋势。活性炭的循环伏安曲线为类矩形,具有良好的对称性,不存在氧化-还原峰,说明活性炭的电容量全部由双电层电容提供。不同石油焦基活性炭的交流阻抗谱图中圆弧所代表的阻值差异较大,主要是由于各活性炭内部孔结构不同,导致电解质离子在不同的活性炭中的迁移电阻不同,提高活性炭的中孔含量有利于提高电解质离子在活性炭中的迁移速率,从而降低活性炭的内阻。通过正交试验优化出制备石油焦基活性炭的最佳工艺条件为碱炭比5:1,活化温度900℃,保温时间1h,在该工艺条件下所制备的活性炭的比表面积达2646m2/g,总孔容达1.66cm3/g(中孔率为53.6%)。在1mol/L的LiPF6有机电解液和30%的KOH水溶液中活性炭的比电容分别达到173.0F/g和278.0F/g,均高于目前EDLC用市售活性炭电极材料的质量比电容;同时,活性炭在大电流密度充放电下,容量保持率较高,具有良好的倍率特性。在不同体系的电解液中(1mol/L的LiPF6有机电解液和30%的KOH水溶液),石油焦基活性炭的比电容随着比表面积和总孔容的增大而增大,活性炭的微孔和中孔比表面积对比电容都有贡献,但在水系电解液中,活性炭的比电容主要是来自微孔表面形成的双电层,而在有机电解液中活性炭比电容更依赖于中孔比表面积所形成的双电层电容。