專利名稱：一種超級電容器電極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超級電容器電極材料及其制備方法，屬于超級電容器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級電容器是繼鋰離子電池之后，又一極具應(yīng)用前景的儲能單元，在電動汽車、混合動力車、燃料電池車等節(jié)能及新能源汽車應(yīng)用方面獲得廣泛關(guān)注。超級電容器作為輔助電源，與電池組合成復(fù)合電源，汽車行駛時，電池提供能量，加速和爬坡時可由超級電容器提供能量，存儲制動時產(chǎn)生的再生能量，降低電池的負(fù)荷峰，延長電池的使用壽命，提高能量的利用效率；超級電容器作為主電源的城市公交電車，綜合成本大大降低。目前，人們在不斷提高超級電容器性能的同時，探求成本的進(jìn)一步降低，以便擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。超級電容器的性能主要取決于材料的性能，碳材料由于比表面積大、孔結(jié)構(gòu)可以控制、環(huán)境友好、成本較低等特點，是目前制造超級電容器的主要材料。申請?zhí)枮?200610011226. 7的中國專利報道了以偏氯乙烯和丙烯腈共聚物為原料，經(jīng)過碳化處理后得到聚合物衍生碳，對其進(jìn)一步活化處理，得到活性炭電極材料；公開號為CN 101037200A的中國專利報道了一種以秸稈制作超級電容器用活性炭材料的方法，制備的活性炭比表面積大，比電容高，成本低；申請公布號為CN 101844765 A的中國專利報道了一種以兩親性炭材料為前軀體，經(jīng)氫氧化鉀活化制得活性炭；申請?zhí)枮?01010U8969. 9的中國專利報道了一種以殼聚糖為原料，通過金屬離子溶液活化處理后再經(jīng)微波炭化得到活性炭，實現(xiàn)了活性炭材料的炭化和活化的同步進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超級電容器電極材料及其制備方法，其制備方法簡單，原料廣泛，設(shè)備易得，便于規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種超級電容器電極材料及其制備方法，包括聚合物炭化得到的多孔炭材料以及填加的導(dǎo)電劑，其特征在于具體步驟如下將聚合物與導(dǎo)電劑通過溶劑或加熱熔融方法，分散均勻，形成按質(zhì)量份數(shù)組成的80 92份的聚合物和 8 20份的導(dǎo)電劑的共混物，然后在惰性氣體氛圍下，加熱炭化、活化。所述的聚合物為淀粉、殼聚糖、聚乳酸中的一種或幾種。所述的導(dǎo)電劑為碳納米管、石墨烯、納米碳纖維、乙炔黑中的一種或幾種。所述的導(dǎo)電劑經(jīng)過聚乙烯醇或聚乙二醇修飾，質(zhì)量為導(dǎo)電劑質(zhì)量的2 10%。本發(fā)明的積極效果在于制備方法簡單，設(shè)備易得，便于規(guī)?；a(chǎn)；電極活性物質(zhì)原料來源于生物質(zhì)聚合物，自然環(huán)保，成本較低。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，但不等同于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員依照本發(fā)明進(jìn)行的更改，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實施例1
將20份碳納米管和1份的聚乙烯醇在水中超聲分散4小時后，除去水，60°C真空干燥至恒重，得到修飾的碳納米管；將85份的淀粉與15份修飾的碳納米管加入到高速攪拌機(jī)中，3000轉(zhuǎn)/分鐘混合半小時，取出，加到雙螺桿擠出機(jī)料筒中，設(shè)定螺桿擠出機(jī)各段溫度為110、120、130、125°C，熔融擠出得到碳基體；將得到的碳基體氮氣氛圍400°C預(yù)氧化后， 與45份氫氧化鉀去離子水中混合均勻，除去水，氮氣氛圍800°C活化2小時，洗滌，干燥，得到超級電容器電極材料。實施例2:
將10份的石墨烯和1份的聚乙二醇在水中超聲分散3小時后，除去水，60°C真空干燥至恒重，得到修飾的石墨烯；將4份的淀粉與1份修飾的石墨烯，高速攪拌機(jī)中5000轉(zhuǎn)/ 分鐘混合半小時，取出，放入密煉機(jī)中，130°C混合6分鐘，粉碎得到碳基體；將得到的碳基體氮氣氛圍450°C預(yù)氧化后，與2份的氫氧化鉀在去離子水中混合均勻，除去水，氮氣氛圍 800°C活化2. 5小時，洗滌，干燥，得到超級電容器電極材料。實施例3:
將10份的碳納米管和0. 8份的聚乙二醇在水中分散均勻后，除去水，60°C真空干燥至恒重，得到修飾的碳納米管；將9份的殼聚糖與1份修飾的碳納米管在醋酸溶液中，機(jī)械攪拌機(jī)4小時，真空烘箱中70°C干燥至恒重，取出，去離子水中浸泡M小時，取出，干燥，得到碳基體；將得到的碳基體氮氣氛圍480°C預(yù)氧化后，與4份的氫氧化鉀在去離子水中混合均勻，除去水，氮氣氛圍800°C活化2. 5小時，洗滌，干燥，得到超級電容器電極材料。實施例4:
將10份碳納米管和0. 5份的聚乙烯醇在去離子水中超聲分散4小時后，除去水，60°C 真空干燥至恒重，得到修飾的碳納米管；將8份的淀粉與2份修飾的碳納米管加入到高速攪拌機(jī)中，3000轉(zhuǎn)/分鐘混合半小時，取出，加到雙螺桿擠出機(jī)料筒中，設(shè)定螺桿擠出機(jī)各段溫度150、160、170、165°C，熔融擠出得到碳基體；將得到的碳基體氮氣氛圍460°C預(yù)氧化后，與5份氫氧化鉀去離子水中混合均勻，除去水，氮氣氛圍800°C活化2小時，洗滌，干燥， 得到超級電容器電極材料。實施例5:
將1份碳納米管和5份的石墨烯在球磨機(jī)中研磨2小時，取出，與0. 3份的聚乙二醇在去離子水中超聲分散3小時，除去水分，60°C真空干燥至恒重，得到修飾的碳納米管一石墨烯混合物；將4份的聚乳酸與1份修飾的碳納米管一石墨烯混合物在高速攪拌機(jī)中5000轉(zhuǎn) /分鐘混合半小時，取出，放入密煉機(jī)中，220°C混合5分鐘，粉碎得到碳基體；將得將得到的碳基體氮氣氛圍420°C預(yù)氧化后，與2份的氫氧化鉀在去離子水中混合均勻，除去水，氮氣氛圍850°C活化3小時，洗滌，干燥，得到超級電容器電極材料。
權(quán)利要求
1.一種超級電容器電極材料及其制備方法，包括聚合物炭化得到的多孔炭材料以及填加的導(dǎo)電劑，其特征在于將聚合物與導(dǎo)電劑通過合適的溶劑或加熱熔融方法，分散均勻，形成成分組成為80 92份的聚合物和8 20份的導(dǎo)電劑的共混物，然后在惰性氣體氛圍下， 加熱炭化、活化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極材料及其制備方法，其特征在于所述的聚合物為淀粉、殼聚糖、聚乳酸中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極材料及其制備方法，其特征在于所述的導(dǎo)電劑為碳納米管、石墨烯、納米碳纖維、乙炔黑中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超級電容器電極材料及其制備方法，其特征在于所述的導(dǎo)電劑經(jīng)過聚乙烯醇或聚乙二醇修飾，質(zhì)量為導(dǎo)電劑質(zhì)量的2 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超級電容器電極材料及其制備方法，將聚合物與導(dǎo)電劑通過合適的溶劑或加熱熔融方法，分散均勻后形成共混物，在惰性氣體氛圍下，加熱炭化、活化制成電極材料。本發(fā)明的制備方法簡單，設(shè)備易得，便于規(guī)模化生產(chǎn)；原料來源廣泛，自然環(huán)保。
文檔編號H01G9/042GK102354613SQ20111027117
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者姜濤, 安宇鵬, 張克金, 王丹, 王金興, 米新艷, 榮常如, 許德超, 魏曉川 申請人:中國第一汽車股份有限公司