Способ получения суперконденсатора на основе наноструктурированного углеродного материала
Патенты
| Язык: |
Русский |
| Тип: |
Патент на изобретение |
| Номер (11) |
RU 2822272 C1 |
| Номер заявки (21): |
2023135888 |
| Дата подачи заявки (22): |
28 дек. 2023 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): |
28 дек. 2023 г. |
| Дата публикации патента (44,45,46): |
3 июл. 2024 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
|
| Авторы |
Елецкий П.М.
,
Бородина О.А.
,
Лебедева М.В.
,
Мозылева М.А.
,
Козлов Д.В.
,
Яковлев В.А.
|
| Организации |
| 1 |
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
|
|
Способ получения суперконденсатора на основе наноструктурированного углеродного материала
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу получения суперконденсатора с двойным электрическим слоем на основе электродов из наноструктурированных пористых углеродных материалов, полученных путем активации сырья из биомассы ортофосфорной кислотой. Способ характеризуется тем, что для получения электродов используют смесь, состоящую из наноструктурированного пористого углеродного материала, связующей добавки – политетрафторэлитена, проводящей добавки - углеродных нанотрубок, где содержание составляет, мас.%: политетрафторэлитен 3–8, углеродные нанотрубки 1–12, остальное - наноструктурированный пористый углеродный материал; при этом используемый наноструктурированный пористый углеродный материал имеет микропористую, или микромезопористую, или мезопористую структуру со следующими характеристиками: удельную поверхность по БЭТ 1200–2880 м2/г, удельную поверхность согласно модели QSDFT 1010–2160 м2/г, объем пор 1,03–2,78 см3/г, средний размер пор 1,9–7,0 нм, объемную долю мезопор 33–83 %, насыпную плотность 0,16–0,45 г/см3, содержание фосфора в виде Р-содержащих функциональных групп 0,5–5,0 мас.%; смесь прессуют с формованием, полученные электроды сушат и пропитывают неводным электролитным раствором с объемной долей соли от 25 до 75 %, пропитанные электролитным раствором электроды разделяют на две половины разделителем на основе целлюлозы, образуя ячейку, содержащую два электрода. Использование предлагаемого способа позволяет получить энергетически эффективный и стабильный суперконденсатор.
FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing a supercapacitor with a double electric layer based on electrodes from nanostructured porous carbon materials obtained by activating raw material from biomass with orthophosphoric acid. Method is characterized by the fact that to obtain electrodes, a mixture consisting of a nanostructured porous carbon material, a binder additive – polytetrafluoroethylene, a
conducting additive – carbon nanotubes is used, where the content is, wt.%: polytetrafluoroethylene 3–8, carbon nanotubes 1–12, the rest is nanostructured porous carbon material; wherein the nanostructured porous carbon material used has a microporous, or micromesoporous, or mesoporous structure with the following characteristics: BET specific surface area of 1,200–2,880 m2/g, QSDFT specific surface area of
1,010–2,160 m2/g, pore volume of 1.03–2.78 cm3/g, average pore size of 1.9–7.0 nm, volume fraction of mesopores 33–83%, bulk density 0.16–0.45 g/cm3, content of phosphorus in form of P-containing functional groups 0.5–5.0 wt.%; mixture is pressed with moulding, obtained electrodes are dried and impregnated with non-aqueous electrolyte solution with volume fraction of salt from 25 to 75%, the electrodes
impregnated with the electrolyte solution are divided into two halves by a cellulose-based separator to form a cell containing two electrodes.
EFFECT: use of the proposed method enables to obtain an energy-efficient and stable supercapacitor.