專利名稱：一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性炭的加工方法，特別涉及一種具有高比電容和較好循環(huán)性能 的用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法。
背景技術(shù)：
將大比例的活性炭材料加入到鉛酸蓄電池中，使電池形成內(nèi)置的不對稱超級電容 器，以提高傳統(tǒng)鉛酸蓄電池比功率，使得電池在部分荷電狀態(tài)下高倍率充放電時(shí)，負(fù)極板硫 酸鹽化現(xiàn)象得到緩解，以延長電池使用壽命。其中。超級電容器是從多孔碳基電極材料得到 其儲存電荷面積的，這種材料的多孔結(jié)構(gòu)使它每克重量的表面積可高達(dá)2000平方米左右， 而超級電容中電荷分隔的距離是由電解質(zhì)中的離子大小決定的，其值小于10埃，所以超級 電容器比功率極高。然而鉛酸蓄電池環(huán)境較為惡劣，其硫酸濃度較高，對活性炭材料穩(wěn)定性要求非常 高，同時(shí)，鉛酸蓄電池中具有大量的鉛離子，鉛離子與硫酸根離子容易在炭孔中沉積，堵塞 炭孔，使得炭材料電容失效，影響使用效果?，F(xiàn)市場上銷售的活性炭雖然比表面高，在電解 液中電容較大，但其孔徑較小，容易在鉛酸蓄電池環(huán)境中受鉛離子沉積而發(fā)生堵塞，使用性 能衰減嚴(yán)重，無法滿足長期使用需要，且其自身價(jià)格較高，增加了蓄電池的生產(chǎn)成本，不利 于推廣使用。而采用椰殼、杏殼以及塑料等活性炭前驅(qū)體進(jìn)行炭生產(chǎn)并進(jìn)一步活化為電池 用活性炭，需要額外增加焦化、炭化生產(chǎn)線，增加工人開支，使得電池成本隨之大幅增加，且 其生產(chǎn)條件不易控制，不符合鉛酸蓄電池工廠生產(chǎn)的實(shí)際需要。故，對適合鉛酸蓄電池炭材料進(jìn)行選擇優(yōu)化，以期達(dá)到性能最佳、效果最好，就成 為本發(fā)明首要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對鉛酸蓄電池生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用現(xiàn)有市場上價(jià)格低廉的普通炭，在 不額外增加炭前驅(qū)體焦化、炭化生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，達(dá)到生產(chǎn)出適合鉛酸蓄電池環(huán)境的高比 電容且具有較好循環(huán)性能的活性炭的目的。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的—種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，具體包括選取市售普通炭，按照浸漬 比為1 0.8 2的比例常溫浸漬在氯化鋅溶液或氯化鈣溶液中，后在120°C 300°C溫度 下脫水3 6h，將脫水后的混合物放在活化爐中，在惰性氣體保護(hù)下，以500°C 700°C的溫 度活化45min 120min，然后對混合物進(jìn)行酸洗，自來水沖洗中和，干燥后過篩即得成品活 性炭。所述浸漬比最佳值為1 1.6。所述常溫浸漬時(shí)間為20 24h，浸漬在20 40%氯化鋅溶液或氯化鈣溶液中。所述脫水溫度為120°C，脫水時(shí)間為4小時(shí)。所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 所述活化時(shí)間的最佳值為60min。所述酸洗為10%稀鹽酸在80°C蒸煮混合物20min后過濾。所述篩子為150目 200目。本發(fā)明所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，以市售普通炭為原料， 取材廣泛、價(jià)格低廉，普通炭用20-40%的氯化鋅溶液或氯化鈣溶液，浸漬比為1 0.8 2的比例常溫浸漬20 24h，氯化鋅或氯化鈣溶液充分進(jìn)入炭材料內(nèi)部，后在120°C 300°C溫度下使炭充分脫水，將脫水后的混合物放在活化爐中，在惰性氣體的始終保護(hù)下， 以500°C 700°C的溫度活化45min 120min，最后經(jīng)酸洗、自來水沖洗，干燥、過篩后即得 到成品活性炭。此方法加工簡單、使用方便，成本低廉，普通市售炭即可滿足使用要求。處 理后的活性炭比表面積成數(shù)倍增加，具有在高硫酸濃度中比電容高、循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)，特 別適于安裝在傳統(tǒng)鉛酸蓄電池中，形成內(nèi)置不對稱超級電容器，保證了鉛酸蓄電池的使用 性能，且能大幅提高電池使用壽命。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，以市售普通炭為原料， 通過將這類價(jià)格低廉、來源廣泛的普通炭用20-40%的氯化鋅溶液或氯化鈣溶液，按照浸漬 比1 0.8 2的比例常溫浸漬20 24h，接著在120°C 300°C下使炭脫水3 6h，再將 脫水后的混合物放在活化爐中，在氮?dú)?、氬氣等惰性氣體的保護(hù)下，以500°C 700°C的溫 度活化45min 120min，之后進(jìn)行酸洗、自來水沖洗中和、干燥，過150 200目篩子即得成 品活性炭。酸洗過程采用10%稀鹽酸80°C蒸煮混合物20min后完成。此方法加工簡單、使 用方便，處理后的活性炭安裝在鉛酸蓄電池中，使電池形成內(nèi)置的不對稱超級電容器，提高 了傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的比功率，防止了長期使用過程中的電容衰減。實(shí)施例一所述一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，包括1、將市售普通炭采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%氯化鋅溶液浸漬，浸漬比1 1.6，即Ig炭浸泡在 4g40%氯化鋅溶液中24h。其目的為使活化劑充分進(jìn)入炭材料內(nèi)部，之后在120°C下脫水4h。2、將脫水后的活性炭和氯化鋅溶液混合物加入活化爐中，始終通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在 600°C溫度下活化Ih，之后冷卻至室溫。3、酸洗時(shí)，采用10%稀鹽酸，80°C蒸煮混合物20min，過濾。4、用自來水沖洗過濾產(chǎn)物至PH值接近中性，完成中和后干燥，過200目篩即得到 成品活性炭。將生產(chǎn)出的活性炭采用氮?dú)馕摳窖b置測試比表面，并組裝成C/C對稱超級電容器 測試活性炭電化學(xué)性能，電解液采用含有濃度為5M硫酸，集流體采用鉛板。測試結(jié)果如下
權(quán)利要求
一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，具體包括選取市售普通炭，按照浸漬比為1∶0.8～2的比例常溫浸漬在氯化鋅溶液或氯化鈣溶液中，后在120℃～300℃溫度下脫水3～6h，將脫水后的混合物放在活化爐中，在惰性氣體保護(hù)下，以500℃～700℃的溫度活化45min～120min，然后對混合物進(jìn)行酸洗，自來水沖洗中和，干燥后過篩即得成品活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述浸漬比最佳值為1 1.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述常溫浸漬時(shí)間為20 24h，浸漬在20 40%氯化鋅溶液或氯化鈣溶液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述脫水溫度為120°C，脫水時(shí)間為4小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述活化時(shí)間的最佳值為60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述酸洗為10%稀鹽酸在80°C蒸煮混合物20min后過濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，其特征在于，所 述篩子為150目 200目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鉛酸蓄電池中的活性炭制備方法，以市售普通炭為原料，用浸漬比為1∶0.8～2的比例常溫浸漬在氯化鋅溶液或氯化鈣溶液中，后在120度溫度下脫水，將脫水后的混合物放在活化爐中，在惰性氣體的始終保護(hù)下，以500℃～700℃的溫度活化45min～120min，最后經(jīng)酸洗、自來水沖洗，干燥、過篩后即得到成品活性炭。此方法加工簡單、使用方便，成本低廉，處理后的活性炭比表面積成數(shù)倍增加，具有在高硫酸濃度中比電容高、循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)，特別適于安裝在傳統(tǒng)鉛酸蓄電池中，形成內(nèi)置不對稱超級電容器，保證了鉛酸蓄電池的使用性能，提高了使用壽命。
文檔編號C01B31/12GK101941697SQ20101028965
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者趙瑞瑞, 陳紅雨 申請人:華南師范大學(xué)