[发明专利]一种铜/活性炭复合材料、其制备方法及在超级电容器中的应用

说明书

本发明提供一种铜/活性炭复合材料，包含质量分数为60～80％的活性炭和20～40％的铜盐。本发明还提供该铜/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将活性炭和铜盐混合均匀，20～30℃下挤压成型，干燥；2)将步骤1)得到的产物在500～650℃惰性气体保护下炭化5～10小时；3)将步骤2)得到的产物通水蒸气在800～900℃活化2～5小时，即得到铜/活性炭复合材料。本发明的铜/活性炭复合材料用于超级电容器中具有大的功率密度和高的能量密度，具制备方法简单、高效、廉价，适于大规模工业生产。

技术领域

本发明属于超级电容器领域，具体涉及一种铜/活性炭复合材料、其制备方法及在超级电容器中的应用。

背景技术

电化学电容器又称作超级电容器，它兼具双电层电容器和二次电池的优势，具有大的功率密度和高的能量密度，在很多领域具有潜在的应用价值。研究表明，电极材料性能是制约超级电容器性能的关键因素。目前，应用较多的超级电容器电极材料为多孔炭和金属氧化物。多孔炭，如碳纳米管、炭气凝胶等，主要产生双电层电容，其制备过程中对原料和工艺条件具有较苛刻。金属氧化物，如IrO2和RuO2等，主要产生法拉第准电容，其虽然比电容较高，但需要使用贵金属，成本较高。因此，需要开发电化学性能好且廉价易得的超级电容器电极材料。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种廉价易得且具有大的功率密度和高的能量密度的铜/活性炭复合材料。

本发明的另一目的是提供一种简单、高效、廉价的制备铜/活性炭复合材料的方法。

本发明的又一目的是提供一种铜/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料的应用。

技术方案：本发明提供一种铜/活性炭复合材料，包含质量分数为60～90％的活性炭和10～40％的铜盐。

本发明另一方面提供一种制备铜/活性炭复合材料的方法，该方法包括以下步骤：

1)将活性炭和铜盐混合均匀，将混合物在20～30℃下挤压成型，干燥，其中，所述混合物中包含质量分数为60～90％的活性炭和10～40％的铜盐；

2)将步骤1)得到的产物在500～650℃惰性气体保护下炭化5～10小时；

3)将步骤2)得到的产物通水蒸气在800～900℃活化2～5小时，即得到铜/活性炭复合材料。

优选地，铜盐为硫酸铜、氧化铜或氯化铜。

本发明又一方面提供上述铜/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料的应用。

有益效果：本发明的铜/活性炭复合材料用于超级电容器中具有大的功率密度和高的能量密度，具制备方法简单、高效、廉价，适于大规模工业生产。

具体实施方式

实施例1

一种铜/活性炭复合材料，包含质量分数为60％的活性炭和40％的硫酸铜。

其制备方法包括以下步骤：

1)将活性炭和铜盐混合均匀，将混合物在20℃下挤压成型，干燥，其中，所述混合物中包含质量分数为60％的活性炭和40％的硫酸铜；

2)将步骤1)得到的产物在650℃氮气保护下炭化5小时；

3)将步骤2)得到的产物通水蒸气在900℃活化2小时，即得到铜/活性炭复合材料。

实施例2

一种铜/活性炭复合材料，包含质量分数为90％的活性炭和10％的氧化铜。

其制备方法包括以下步骤：