poo reum choi¹ , sang-gil kim² , Ji Chul Jung^1,♠ e myung-soo kim^1,♠

¹ departamento de engenharia química, universidade myongji, yongin 17058, coreia

² centro de p&d, vitzrocell co. ltd., yesan 32417, coreia

2.2. preparação de ac

para alterar o grau de cristalinidade dos precursores antes do processo de ativação do KOH, os pps foram moídos e pré-carbonizados por 1 h em uma faixa de temperatura de 500°– 1000° C sob fluxo de N2 em um mini-forno tubular (mini-forno tubular 锚文字 https://www.tmaxcn.com/tube-furnace_c80链接) (xiamen tmaxcn inc.). a amostra pré-carbonizada a 500° C foi denotado como P5, e assim por diante. vários acs foram preparados pela ativação de KOH dos pps pré-carbonizados (P5– P10). os pps pré-carbonizados foram misturados com pós de KOH a uma razão de massa de PP/KOH de 1:4 e as misturas foram ativadas a 900° C por 3 h. os acs obtidos foram cuidadosamente lavados com água destilada três vezes e secos a 110° C em um forno por 1 dia. o acs ativado a partir de P5– P10 foram denotados como P5AC– P10AC, respectivamente. para comparação, acs também foram preparados a partir de um precursor de CTP com um ponto de amolecimento de 292° C, fornecido pela OCI co. (Coreia), usando os mesmos procedimentos de carbonização e ativação.

2.3. caracterização e eletroquímica

propriedades das estruturas de poros AC dos acs obtidos foram caracterizadas por n₂ medições de adsorção/dessorção usando um instrumento ASAP 2010 (micromeritics, EUA). sas de acs foram calculados pelo método brunauer-emmett-teller (BET). isoterma de absorção/dessorção de nitrogênio, análise de microporos método, barrett-joyner-halenda, e análises de teoria funcional de densidade não local (NLDFT) foram usadas para obter o volume de poro, poro

diâmetro, e distribuição de tamanho de poro (PSD) da cristalinidade acs. de PP, pps carbonizado, e pps ativados foi determinada por medição de difração de raios-x (XRD) (XRD-7000; shimadzu, japão) usando cu-kα radiação (λ u003d1.54056 Å) operado a 40 kv e 30 ma. os espaçamentos entre camadas (d002 e d10ℓ ) foram calculados usando a equação de bragg (1).

λu003d2 d sen(φ) (1)

onde φ é o ângulo de bragg para a reflexão em questão e λ é o comprimento de onda da radiação . o tamanho do cristalito no plano (la) e a altura de empilhamento do cristalito (lc) foram determinados a partir do pico (10ℓ) em ~ 43° e o pico (002) em ~26°, respectivamente, usando as seguintes equações de Scherrer [16-19.

lau003d1.84λ/ba cos(φa) (2)

lcu003d0.89λ/bc cos(φc) (3)

Ondeλ é o comprimento de onda da radiação usada , ba e bc são a largura do (10ℓ ) e (002) picos,, respectivamente, a 50% de altura, eφ um eφ c são os ângulos de espalhamento correspondentes. eletrodos foram preparados misturando AC, super-p, e PVDF em uma razão de massa de 8:1:1. PVDF e super-p foram usados como aglutinante e um aditivo condutor, respectivamente. a mistura foi homogeneizada em uma quantidade suficiente de solvente NMP para fazer uma pasta homogênea. em folha de alumínio gravada usada como coletor de corrente, a pasta mista foi revestida por aparelho de lâmina raspadora e seco em estufa a 70° C por 24 h. o eletrodo seco foi então prensado usando uma calandra de eletrodos (máquina de calandra de eletrodos 锚文字 https://www.tmaxcn.com/calender_c0_ss链接) (xiamen tmaxcn inc.) em 80° C e seco em estufa a vácuo a 70° C por 24 h.

células EDLC tipo moeda de tamanho CR2032 foram fabricadas usando dois eletrodos de carbono simétricos, um separador, e um espaçador. os eletrodos foram perfurados em pequenos discos com 18 mm de diâmetro; estes foram colocados em um frasco de vidro contendo 1 M de eletrólito TEABF4/AN após medir a massa e a espessura. a densidade aparente dos eletrodos CA foi medida dividindo a massa dos eletrodos de carbono secos sem o coletor de corrente pelo volume, que foi obtido multiplicando a área e a espessura dos eletrodos de carbono. a imersão foi mantida por 24 h para que o eletrólito pudesse permear suficientemente os materiais do eletrodo. o separador de 19 mm de diâmetro, embebido com o eletrólito solução, foi colocada entre os eletrodos. finalmente, a célula tipo moeda foi selada usando um crimpador de célula tipo moeda (crimpador de célula de moeda 锚文字 https://www.tmaxcn.com/coin-cell-crimper_sp链接) (xiamen tmaxcn inc.). todos os processos de montagem da célula EDLC tipo moeda foram realizados em um porta-luvas a vácuo (caixa de luvas a vácuo 锚文字 https://www.tmaxcn.com/vacuum-glove-box_c75链接) (xiamen tmaxcn inc.) preenchido com n₂ gás.

o desempenho eletroquímico das células EDLC do tipo moeda montadas foi medido por voltametria cíclica (CV; potenciostato/galvanostato modelo 273 A, EG&G, EUA) e carga/descarga galvanostática (C/D; WBCS-3000, wona tech co., ltd., USA). a medição de CV foi realizada em taxas de varredura potenciais de 10 e 100 mv/s na faixa de tensão de 0– 2.7 V. cargas de corrente constante (1, 3, e, 5 a/g) foram aplicadas à medição C/D na faixa de tensão de 0– 2.7 v. capacitância gravimétrica (f/g) foi calculada por CV usando a seguinte equação; a capacitância volumétrica (f/cc) foi calculada multiplicando a densidade do eletrodo (g/cc) pela capacitância gravimétrica.

onde I é a corrente, n é a taxa de varredura, m é a massa dos materiais do eletrodo, e ∆V é a faixa de tensão medida (0–2.7 v).capacitância (f /g) também foi calculado por teste de carga/descarga usando a seguinte equação.

onde I é a densidade de corrente (a/g), ∆t é o tempo de descarga, e ∆V é a faixa de tensão medida (0–2.7 V).