纳米活性炭管是在1991年、由日本电镜专家发现的一种新型的纳米级炭材料,它是由石墨的活性炭原子层卷曲而成,由单层或多层石墨卷成的无缝管状壳层结构,具有很大的比表面积,管径在0.4?:lOOnm纳米范围内。纳米活性炭管用于EDLC电极材料,具有比活性炭电极高很多的比表面利用率。有报道显示基于纳米活性炭管薄膜电极的比表面积为430m2/g时,比容达到45F/g, 理论上在清涪石墨表面的双电容量为20uF/Cm2 ,以此推算纳米活性炭管电极的电容量达到理论EDLC的57% ,而活性炭电极2nm以下的孔对 EDLC基本上没有贡献,从而限制了其电容童,所以对纳米活性炭管来说,由于孔管间空隙其孔径在2?5mri之间,全部厲于中孔范围,从而具有很髙的比表面虽然目前生产的纳米活性炭管的比表面积比活性炭低,但其电容量指标已经接近甚至超出了活性炭。
最重要的是纳米活性炭管的一个典型特征是它的中空结构,如果在制备纳米活性炭管时将内径控制在2?5nm,并且使管壁尽量薄,就可保证电解质溶液浸润纳米活性炭管内腔,EDLC电容量将明显提髙;另—?究表明在相同的电解液中,纳米活性炭管电极的等效串联,电阻明显小于活性炭电极。质量分数为30%的硫酸作为电解液时,使用纳米活性炭管电极时的电容器,其交流阻抗谱在250mHz以下出现"电荷饱和",而活性炭电极的电容器,其交流阻抗谱在达到lOOmHz也未出现电荷饱和。纳米活性炭管EDLC出现 —电荷饱和"的频率几乎不随电解质变化。
纳米活性炭管和其他物质制成复合电极材料也是目前研究的一个热点。刘先龙等人通过表面氧化处理搀杂异元素,形成包覆等方法,可以有效地提离石?类屯极材料的电化学性能。用导电涂料的方法可改善炭电极的性m 活性炭赞在电极材料方而贝有^多优点,虽然目前仍在试验研究阶段且结构高昂,但是作为EDLC电极材料的前景依然被看好。