一種活性炭基電容器的制備方法
【專利摘要】一種活性炭基電容器的制備方法，屬于電容器制備領(lǐng)域，包括如下步驟：將木粉炭化后的產(chǎn)物在NaOH融液中充分浸漬；將混合融液溫度緩升至900℃，進(jìn)行化學(xué)刻蝕反應(yīng)；最后在900℃高溫水蒸氣中進(jìn)行物理刻蝕，得到雙電層電極材料；將活性炭粉末和導(dǎo)電石墨加入去離子水將其潤(rùn)濕隨后加入PTFE稀釋液后放入乳化機(jī)進(jìn)行剪切攪拌得到漿料；將漿料進(jìn)行干燥，待半干態(tài)狀后取出在對(duì)輥機(jī)上壓成薄膜；將電極片烘干后利用對(duì)輥機(jī)碾壓到泡沫鎳集流體上；將電極片和隔膜分別放入電解液中浸泡，按工藝組裝成電容器。本發(fā)明所述電容器具有高能量密度高功率密度以及低阻抗等諸多優(yōu)點(diǎn)超電容器高工作電壓?jiǎn)栴}的解決有助于推動(dòng)其在電動(dòng)車等領(lǐng)域中的應(yīng)用，且所述方法操作簡(jiǎn)單，易于推廣。
【專利說明】一種活性炭基電容器的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電容器制備領(lǐng)域，尤其涉及一種活性炭基電容器的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)電容根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理的不同主要分為建立在界面雙電層基礎(chǔ)上的碳基電化學(xué)雙層電容以及建立在氧化還原法拉弟贗電容基礎(chǔ)上的過渡金屬氧化物超電容或聚合物超電容等。傳統(tǒng)電容器的電容值較小、密度低且壽命較短，因此需要一種電容值大且使用時(shí)間長(zhǎng)的電容器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種制備活性炭基電容器的方法。
[0004]一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)將木粉炭化后的產(chǎn)物在400-420°C的范圍內(nèi)于NaOH融液中充分浸潰3h ；
(2)將混合融液溫度緩升至900°C，在充分?jǐn)嚢钘l件下進(jìn)行2h化學(xué)刻蝕反應(yīng)；
(3)最后在900°C高溫水蒸氣中進(jìn)行3h以上的物理刻蝕，得到雙電層電極材料；
(4)將活性炭粉末和導(dǎo)電石墨加入少量的去離子水將其潤(rùn)濕隨后加入適量的PTFE稀釋液后放入乳化機(jī)進(jìn)行剪切攪拌并得到粘稠狀的漿料；
(5)將漿料放入60°C的烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，待半干態(tài)狀后取出在對(duì)輥機(jī)上壓成厚度為0.3mm左右的薄膜；
(6)在薄膜上裁切得到的電極片；
(7)將電極片烘干后利用對(duì)輥機(jī)碾壓到泡沫鎳集流體上；
(8)將電極片和隔膜分別放入6mol/L的KOH電解液中浸泡，浸泡時(shí)間為12 h，然后真空脫氣20 min，最后按組裝工藝分別組裝成工作電壓為1.2 V和5 V的超級(jí)電容器。
[0005]本發(fā)明所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中的PTFE稀釋液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。
[0006]本發(fā)明所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(7)中對(duì)輥機(jī)碾壓的壓力范圍為12MPa-15MPa。
[0007]本發(fā)明所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(8)中隔膜的材料為無紡布。
[0008]本發(fā)明所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中電極片的大小為70mmX50mm。
[0009]本發(fā)明所述活性炭基電容器的制備方法所述的電容器具有高能量密度高功率密度以及低阻抗等諸多優(yōu)點(diǎn)超電容器高工作電壓?jiǎn)栴}的解決有助于推動(dòng)其在電動(dòng)車等領(lǐng)域中的應(yīng)用，且所述方法操作簡(jiǎn)單，易于操作，所制備的電容器易于推廣使用。

【具體實(shí)施方式】
[0010]一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(I)將木粉炭化后的產(chǎn)物在400-420°C的范圍內(nèi)于NaOH融液中充分浸潰3 h ; (2)將混合融液溫度緩升至900°C，在充分?jǐn)嚢钘l件下進(jìn)行2 h化學(xué)刻蝕反應(yīng)；(3)最后在900°C高溫水蒸氣中進(jìn)行3 h以上的物理刻蝕，得到雙電層電極材料；(4)將活性炭粉末和導(dǎo)電石墨加入少量的去離子水將其潤(rùn)濕隨后加入適量的PTFE稀釋液后放入乳化機(jī)進(jìn)行剪切攪拌并得到粘稠狀的漿料；(5)將漿料放入60°C的烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，待半干態(tài)狀后取出在對(duì)輥機(jī)上壓成厚度為0.3 mm左右的薄膜；(6)在薄膜上裁切得到的電極片；(7)將電極片烘干后利用對(duì)輥機(jī)碾壓到泡沫鎳集流體上；(8)將電極片和隔膜分別放入6 mol/L的KOH電解液中浸泡，浸泡時(shí)間為12 h，然后真空脫氣20 min，最后按組裝工藝分別組裝成工作電壓為
1.2 V和5 V的超級(jí)電容器。
[0011]本發(fā)明所述的一種活性炭基電容器的制備方法，所述步驟(4)中的PTFE稀釋液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。所述步驟(7)中對(duì)輥機(jī)碾壓的壓力范圍為12MPa-15MPa。所述步驟(8)中隔膜的材料為無紡布。所述步驟(6)中電極片的大小為70mmX50mm。使用800 mA電流將電容器充電至1.2 V然后以同樣電流放電至O V，在恒流充放電條件下電壓隨時(shí)間變化具有明顯的線性關(guān)系說明電極反應(yīng)主要為雙層電容上的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)恒流充放電測(cè)試證明該電流強(qiáng)度下碳材料的比容量為Cp = 173.1 F/g,比能量Ep = 33.7 Wh /kg.電阻率為
2.25/cm2可以得出電容器具有很好的大電流放電特性當(dāng)電流增大到12倍時(shí)，比容量減少僅僅12 F/g說明碳基電化學(xué)電容器具有良好的功率特性適合大電流放電。使用250 mA電流將5 V型電容器充電至5 V，然后以同樣電流放電至O V，可以得出充放電曲線仍然具有明顯的三角形對(duì)稱性分布表明電極反應(yīng)的可逆性很好恒流充放電測(cè)試證明該電流強(qiáng)度下電容器容量為3 F電容器電阻為120 m容量和阻抗數(shù)據(jù)表明組裝的5 V型超電容器具有良好的電化學(xué)特性。
【權(quán)利要求】
1.一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將木粉炭化后的產(chǎn)物在400-420°C的范圍內(nèi)于NaOH融液中充分浸潰3h ； (2)將混合融液溫度緩升至900°C，在充分?jǐn)嚢钘l件下進(jìn)行2h化學(xué)刻蝕反應(yīng)； (3)最后在900°C高溫水蒸氣中進(jìn)行3h以上的物理刻蝕，得到雙電層電極材料； (4)將活性炭粉末和導(dǎo)電石墨加入少量的去離子水將其潤(rùn)濕隨后加入適量的PTFE稀釋液后放入乳化機(jī)進(jìn)行剪切攪拌并得到粘稠狀的漿料； (5)將漿料放入60°C的烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，待半干態(tài)狀后取出在對(duì)輥機(jī)上壓成厚度為0.3mm左右的薄膜； (6)在薄膜上裁切得到的電極片； (7)將電極片烘干后利用對(duì)輥機(jī)碾壓到泡沫鎳集流體上； (8)將電極片和隔膜分別放入6mol/L的KOH電解液中浸泡，浸泡時(shí)間為12 h，然后真空脫氣20 min，最后按組裝工藝分別組裝成工作電壓為1.2 V和5 V的超級(jí)電容器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中的PTFE稀釋液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(7)中對(duì)輥機(jī)碾壓的壓力范圍為12MPa-15MPa。
4.如權(quán)利要求1所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(8)中隔膜的材料為無紡布。
5.如權(quán)利要求1所述的一種活性炭基電容器的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中電極片的大小為70mmX50mm。
【文檔編號(hào)】H01G11/86GK104319114SQ201410511656
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張俊 申請(qǐng)人:陜西易陽(yáng)科技有限公司