Пу Реум Чой¹ , Санг-Гил Ким² , Джи Чул Джунг^1,♠ и Мён Су Ким^1,♠

¹ Кафедра химического машиностроения, Университет Мёнджи, Йонъин 17058, Корея

² R & D Center, Vitzrocell Co. Ltd., Есан 32417, Корея

2.2. Подготовка переменного тока

Чтобы изменить степень кристалличности прекурсоров перед процессом активации КОН, полипропилен измельчали ​​и предварительно карбонизировали в течение 1 ч в диапазоне температур 500 ° С.°– 1000° C под потоком N2 в мини-трубчатой ​​печи (мини-трубчатая печь 锚 文字 https://www.tmaxcn.com/tube-furnace_c80链接) (Сямэнь Tmaxcn Inc.). Образец предварительно карбонизирован при 500° C обозначался как P5 и так далее. Различные AC были приготовлены активацией КОН предварительно карбонизированных полипропиленов (P5– P10). Предварительно карбонизированные ПП смешивали с порошками КОН при массовом соотношении ПП / КОН 1: 4, и смеси активировали при 900° C в течение 3 ч. Полученные АК были трижды тщательно промыты дистиллированной водой и высушены при 110 ° С.° C в духовке на 1 день. AC активируются с P5– P10 обозначали как P5AC– P10AC соответственно. Для сравнения, AC были также приготовлены из предшественника CTP, имеющего точку размягчения 292° C, предоставленный OCI Co. (Корея), с использованием тех же процедур карбонизации и активации.

2.3. Характеристика и электрохимия

свойства АЦ Поровые структуры полученных АУ характеризовались N₂ измерения адсорбции / десорбции на приборе ASAP 2010 (Micromeritics, США). SSA AC рассчитывались методом Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ). Для определения объема пор, пор

диаметр и распределение пор по размерам (PSD) AC. Кристалличность первичного полипропилена, карбонизированного полипропилена и активированного полипропилена определялась методом дифракции рентгеновских лучей (XRD) (XRD-7000; Shimadzu, Япония) с использованием Cu-K.α радиация (λ = 1,54056 Å) работали при 40 кВ и 30 мА. Расстояние между слоями (d002 и d10ℓ ) рассчитывались по уравнению Брэгга (1).

λ = 2 d sin (φ) (1)

где φ - угол Брэгга для рассматриваемого отражения, а λ - длина волны излучения. Размер кристаллитов в плоскости (La) и высота упаковки кристаллитов (Lc) определялись по пику (10ℓ) при ~ 43 ° и пик (002) при ~ 26 ° соответственно, используя следующие уравнения Шеррера [16-19].

La = 1,84λ / Ba cos (φa) (2)

Lc = 0,89λ / Bc cos (φc) (3)

кудаλ - длина волны используемого излучения, Ba и Bc - ширина (10ℓ ) и (002), соответственно, на высоте 50%, иφ а иφ c - соответствующие углы рассеяния. Электроды были приготовлены путем смешивания AC, Super-P и PVDF в массовом соотношении 8: 1: 1. PVDF и Super-P использовались в качестве связующего и проводящей добавки соответственно. Смесь гомогенизировали в достаточном количестве растворителя NMP, чтобы получить гомогенную суспензию. На вытравленную алюминиевую фольгу, используемую в качестве токосъемника, смешанная суспензия была покрыта ракельным ножом и высушена в печи при температуре 70 ° С.° C в течение 24 ч. Затем высушенный электрод прессовали с помощью каландра для электродов. (электродный каландровый станок 锚 文字 https://www.tmaxcn.com/Calender_c0_ss链接) (Xiamen Tmaxcn Inc.) в 80° C и сушили в вакуумном сушильном шкафу при 70° C в течение 24 ч.

Ячейки EDLC монетного типа размером CR2032 были изготовлены с использованием двух симметричных угольных электродов, сепаратора и спейсера. Электроды перфорировали в небольшие диски диаметром 18 мм; их помещали в стеклянный сосуд, содержащий 1 М электролита TEABF4 / AN после измерения массы и толщины. Насыпную плотность электродов переменного тока измеряли путем деления массы высушенных углеродных электродов без токосъемника на объем, который был получен путем умножения площади и толщины углеродных электродов. Погружение выдерживали в течение 24 часов, чтобы электролит мог в достаточной степени проникать в электродные материалы. Между электродами помещали сепаратор диаметром 19 мм, пропитанный раствором электролита. Наконец, монетный элемент был запломбирован с помощью обжимного устройства для монетного элемента. (обжимной пресс для монетных ячеек 锚 文字 https://www.tmaxcn.com/coin-cell-crimper_sp链接) (Сямэнь Tmaxcn Inc.). Все процессы сборки ячейки EDLC монетного типа проводились в вакуумном перчаточном ящике. (вакуумный перчаточный ящик 锚 文字 https://www.tmaxcn.com/vacuum-glove-box_c75链接) (Xiamen Tmaxcn Inc.) заполнены N₂ газ.

Электрохимические характеристики собранных ячеек EDLC монетного типа измеряли с помощью циклической вольтамперометрии (CV; Potentiostat / Galvanostat Model 273 A, EG & G, USA) и гальваностатического заряда / разряда (C / D; WBCS-3000, WonA Tech Co. ., Ltd., США). Измерение CV проводилось при скоростях развертки потенциала 10 и 100 мВ / с в диапазоне напряжений 0– 2,7 В. Постоянные токовые нагрузки (1, 3 и 5 А / г) были приложены к измерению C / D в диапазоне напряжений 0– 2.7 В. Гравиметрическая емкость (Ф / г) была рассчитана методом CV с использованием следующего уравнения; Объемная емкость (F / куб.см) рассчитывалась умножением плотности электрода (г / куб.см) на гравиметрическую емкость.

где I - ток, n - скорость сканирования, m - масса материала электродов, а ∆V - диапазон измеренных напряжений (0 – 2,7 В). Емкость (Ф / г) также рассчитывалась путем заряда / разряда. проверить, используя следующее уравнение.

где I - плотность тока (А / г), ∆t - время разряда, а ∆V - измеренный диапазон напряжения (0 – 2,7 В).