[发明专利]一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法和应用

权利要求书

1.一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)判定活性炭与O₂反应的起始温度：将活性炭在O₂气氛中进行热重测试，通过热重测试曲线确定活性炭与O₂反应的初始温度；

(2)制备热氧化活性炭：将活性炭原料放到高温炉中，以一定的升温速率升温至反应温度，同时通入小流量的含O₂气氛，在反应温度下维持一段时间，制得富氧且具有高比表面积的热氧化活性炭。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述含O₂气氛为O₂含量在8-21vol％的含O₂气氛。

3.根据权利要求2所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述含O₂气氛包括空气、空气与惰性气氛的混合气、O₂与惰性气氛的混合气，所述惰性气氛为氮气和氩气。

4.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述升温速率为1～10℃min^-1；所述反应温度为初始反应温度及以上至多50℃，初始反应温度是指活性炭的初始失重温度。

5.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述的小流量与活性炭的质量有关，每克活性炭通入5～15mL min^-1的含O₂气氛；所述维持一段时间为维持1～4h。

6.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述高温炉包括管式炉和马弗炉。

7.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，热氧化活性炭在基本不改变活性炭骨架结构的前提下，使得活性炭附着了大量的氧，且所获得的热氧化活性炭所负载的氧主要在活性炭的缺陷位，氧的质量分数达到15.0wt％以上。

8.一种热氧化活性炭，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述方法制备得到。

9.权利要求8所述的热氧化活性炭在超级电容器中的应用，其特征在于，热氧化活性炭制备的电极在10.0Ag^-1的容量高达370.0F g^-1，且库伦效率保持在97.9％，经过5000次充放电循环，仍然保持了初始容量的95.5％。