CN105957725A - 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法 - Google Patents

一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105957725A
CN105957725A CN201610473291.5A CN201610473291A CN105957725A CN 105957725 A CN105957725 A CN 105957725A CN 201610473291 A CN201610473291 A CN 201610473291A CN 105957725 A CN105957725 A CN 105957725A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
bamboo charcoal
electrode material
aluminum hydrotalcite
nickel aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610473291.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王梦鹏
张和平
洪术茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Jiangwei Precision Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Anhui Jiangwei Precision Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Jiangwei Precision Manufacturing Co Ltd filed Critical Anhui Jiangwei Precision Manufacturing Co Ltd
Priority to CN201610473291.5A priority Critical patent/CN105957725A/zh
Publication of CN105957725A publication Critical patent/CN105957725A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48—Conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，由下列重量份的原料制成：丝瓜络60‑63、胖大海37‑40、蒸馏水适量、氯化锌39.5‑40、氯化锂8‑8.5、羧甲基纤维素钠4‑5、聚苯胺4‑5、镍铝水滑石7‑8、竹炭8‑9.2、丙二醇12‑14、聚偏二氟乙烯9‑10、碳酸钴2‑3、三聚磷酸钠1.5‑2。本发明还添加竹炭、镍铝水滑石、聚苯胺等成分，通过一系列的工艺步骤，制成的混合物料与植物基多孔炭材料相互配合，具有良好的表面性能以及多孔性能，为电解液提供了快速迁移的通道，利于离子的快速吸附与脱附，从而使得制成的超级电容器具有良好的充放电性能。

Description

一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法。
背景技术
人类对化石能源的过渡依赖和消耗造成了严重的环境问题和能源危机，为实现可持续发展的能源的开发和利用，新能源和新型能源装置研究引起广泛关注。超级电容器是一类介于传统电容器与电池之间的新型储能器件，与传统储能器件相比，它同时具有较高的能量密度和功率密度，较长的循环使用寿命，环境友好等优点。随着近年来科学与技术的发展，超级电容器在起重机、叉车、新能源汽车、公共电子设施和工厂备用电源等方面的应用趋势逐渐增大。然而，超级电容器材料的导电性能差、局部分散不均匀、与电解液接触面性能不稳定等常见的问题同样关系着超级电容器基本性能。电极是决定超级电容器性能最关键因素，因此电极材料的研究一直是该领域学术界和工业界的热点。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，由下列重量份的原料制成：丝瓜络60-63、胖大海37-40、蒸馏水适量、氯化锌39.5-40、氯化锂8-8.5、羧甲基纤维素钠4-5、聚苯胺4-5、镍铝水滑石7-8、竹炭8-9.2、丙二醇12-14、聚偏二氟乙烯9-10、碳酸钴2-3、三聚磷酸钠1.5-2。
根据权利要求书1所述一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，由下列具体方法制备而成：
（1）将丝瓜络在通入氮气保护下，以5℃/min的升温速率升温至800℃，保温炭化1小时后自然冷却至室温，粉碎，过200目筛待用；将胖大海在5倍量的蒸馏水中浸泡膨胀后去除果壳与外皮得到胖大海悬浮液，将上述200目粉末加入其中，搅拌均匀后，加入氯化锌、氯化锂，超声2小时后进行喷雾干燥，得到混合粉末；
（2）将混合粉末放入水平管式炉中，在通入氮气的保护下，在1000℃的温度下保温2小时，冷却至室温后将产物放入2倍量的蒸馏水中超声1.5小时后过滤，将得到的滤饼放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料；
（3）将镍铝水滑石放入马弗炉中升温至300℃焙烧3小时，冷却至室温后与竹炭混合，放入球磨机中，加热至90℃球磨2小时，得到混合均匀的粉末待用；将羧甲基纤维素钠加入10倍量的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入上述粉末以及聚苯胺，以600转/分的速度搅拌30分钟后转入研磨机中，研磨1小时，最后喷雾干燥，得到混合物料；
（4）将聚偏二氟乙烯加入到丙二醇中，搅拌至完全溶解后加入总量5倍量的蒸馏水，然后加入步骤（2）得到的植物基多孔炭材料、步骤（3）得到的混合物料以及其余剩余成分，以1000转/分的速度搅拌1.5小时后，将物料转移到胶磨机中，以200转/分的速度研磨得到400目的浆料，然后将浆料均匀的涂布在集流体上，在温度110-120℃的条件下真空干燥6小时，取出后在台式电动压片机上在10MPa的压力下进行压片，裁剪后再次放入真空干燥箱内在80℃的温度下烘干至恒重即得。
本发明的优点是：本发明采用丝瓜络、胖大海等植物成分作为碳源，资源天然可再生，减少对化石能源的依赖，而且利用氯化锌和氯化锂混合盐作为活化剂，不仅解决了利用氢氧化钾活化工艺中易腐蚀反应容器的缺点，而且制备出的植物基多孔炭材料具有最优化的孔结构以及孔尺寸的分布，具有良好的电化学性能，同时工艺简单，可行性高。
本发明还添加竹炭、镍铝水滑石、聚苯胺等成分，通过一系列的工艺步骤，制成的混合物料与植物基多孔炭材料相互配合，具有良好的表面性能以及多孔性能，为电解液提供了快速迁移的通道，利于离子的快速吸附与脱附，从而使得制成的超级电容器具有良好的充放电性能。
具体实施方式
一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，由下列重量份的原料制成：丝瓜络60、胖大海37、蒸馏水适量、氯化锌39.5、氯化锂8、羧甲基纤维素钠4、聚苯胺4、镍铝水滑石7、竹炭8、丙二醇12、聚偏二氟乙烯9、碳酸钴2、三聚磷酸钠1.5。
根据权利要求书1所述一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，由下列具体方法制备而成：
（1）将丝瓜络在通入氮气保护下，以5℃/min的升温速率升温至800℃，保温炭化1小时后自然冷却至室温，粉碎，过200目筛待用；将胖大海在5倍量的蒸馏水中浸泡膨胀后去除果壳与外皮得到胖大海悬浮液，将上述200目粉末加入其中，搅拌均匀后，加入氯化锌、氯化锂，超声2小时后进行喷雾干燥，得到混合粉末；
（2）将混合粉末放入水平管式炉中，在通入氮气的保护下，在1000℃的温度下保温2小时，冷却至室温后将产物放入2倍量的蒸馏水中超声1.5小时后过滤，将得到的滤饼放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料；
（3）将镍铝水滑石放入马弗炉中升温至300℃焙烧3小时，冷却至室温后与竹炭混合，放入球磨机中，加热至90℃球磨2小时，得到混合均匀的粉末待用；将羧甲基纤维素钠加入10倍量的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入上述粉末以及聚苯胺，以600转/分的速度搅拌30分钟后转入研磨机中，研磨1小时，最后喷雾干燥，得到混合物料；
（4）将聚偏二氟乙烯加入到丙二醇中，搅拌至完全溶解后加入总量5倍量的蒸馏水，然后加入步骤（2）得到的植物基多孔炭材料、步骤（3）得到的混合物料以及其余剩余成分，以1000转/分的速度搅拌1.5小时后，将物料转移到胶磨机中，以200转/分的速度研磨得到400目的浆料，然后将浆料均匀的涂布在集流体上，在温度110℃的条件下真空干燥6小时，取出后在台式电动压片机上在10MPa的压力下进行压片，裁剪后再次放入真空干燥箱内在80℃的温度下烘干至恒重即得。
以所述实施例中制备的电极为工作电极，金属镍为集电极，聚四氟乙烯为隔膜，以2mol/L氢氧化钾为电解液，在 1.2-2.5V 的范围内，在恒流(5mA)下进行循环测试，在室温下通过充放电曲线确定它的容量为1.71F，内阻为1.65mΩ，循环容量保持率为98.4%。

Claims (2)

1.一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：丝瓜络60-63、胖大海37-40、蒸馏水适量、氯化锌39.5-40、氯化锂8-8.5、羧甲基纤维素钠4-5、聚苯胺4-5、镍铝水滑石7-8、竹炭8-9.2、丙二醇12-14、聚偏二氟乙烯9-10、碳酸钴2-3、三聚磷酸钠1.5-2。
2.根据权利要求书1所述一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料，其特征在于，由下列具体方法制备而成：
（1）将丝瓜络在通入氮气保护下，以5℃/min的升温速率升温至800℃，保温炭化1小时后自然冷却至室温，粉碎，过200目筛待用；将胖大海在5倍量的蒸馏水中浸泡膨胀后去除果壳与外皮得到胖大海悬浮液，将上述200目粉末加入其中，搅拌均匀后，加入氯化锌、氯化锂，超声2小时后进行喷雾干燥，得到混合粉末；
（2）将混合粉末放入水平管式炉中，在通入氮气的保护下，在1000℃的温度下保温2小时，冷却至室温后将产物放入2倍量的蒸馏水中超声1.5小时后过滤，将得到的滤饼放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料；
（3）将镍铝水滑石放入马弗炉中升温至300℃焙烧3小时，冷却至室温后与竹炭混合，放入球磨机中，加热至90℃球磨2小时，得到混合均匀的粉末待用；将羧甲基纤维素钠加入10倍量的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，加入上述粉末以及聚苯胺，以600转/分的速度搅拌30分钟后转入研磨机中，研磨1小时，最后喷雾干燥，得到混合物料；
（4）将聚偏二氟乙烯加入到丙二醇中，搅拌至完全溶解后加入总量5倍量的蒸馏水，然后加入步骤（2）得到的植物基多孔炭材料、步骤（3）得到的混合物料以及其余剩余成分，以1000转/分的速度搅拌1.5小时后，将物料转移到胶磨机中，以200转/分的速度研磨得到400目的浆料，然后将浆料均匀的涂布在集流体上，在温度110-120℃的条件下真空干燥6小时，取出后在台式电动压片机上在10MPa的压力下进行压片，裁剪后再次放入真空干燥箱内在80℃的温度下烘干至恒重即得。
CN201610473291.5A 2016-06-24 2016-06-24 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法 Pending CN105957725A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610473291.5A CN105957725A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610473291.5A CN105957725A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105957725A true CN105957725A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56904006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610473291.5A Pending CN105957725A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105957725A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102838362A (zh) * 2012-09-18 2012-12-26 南京钢铁股份有限公司 一种用于钢包在线快速更换上水口的火泥
CN103642284A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 江西恒大高新技术股份有限公司 一种高温石墨电极抗氧化高温涂料
CN104098083A (zh) * 2014-07-15 2014-10-15 黑龙江大学 一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法
CN104916456A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 中国科学院金属研究所 一种高能量密度超级电容器及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102838362A (zh) * 2012-09-18 2012-12-26 南京钢铁股份有限公司 一种用于钢包在线快速更换上水口的火泥
CN103642284A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 江西恒大高新技术股份有限公司 一种高温石墨电极抗氧化高温涂料
CN104916456A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 中国科学院金属研究所 一种高能量密度超级电容器及其制备方法
CN104098083A (zh) * 2014-07-15 2014-10-15 黑龙江大学 一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
呼小洲等: "混合盐活化胖大海基多孔碳的制备及超级电容器电极材料性能", 《应用化学》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105932253B (zh) SiO2@SnO2包覆结构锂离子负极材料及其制备方法和应用
CN106328890A (zh) 一种碳柱撑MXene复合材料及其应用
CN102364729A (zh) 一种高功率Li4Ti5O12/活性炭复合电极材料及其制备方法
CN103183329A (zh) 一种多级孔道碳电极材料的制备方法
CN105655548A (zh) 一种磷酸铁锂表面均匀碳包覆的方法
CN108715447A (zh) 一种樟树基多孔活性炭及其制备方法和在电化学储能中的应用
CN104649267A (zh) 一种基于制作超级电容器用活性炭的制备方法
CN105514395A (zh) 微波液相法制备掺杂石墨烯锂硫电池正极材料的方法
CN105977043A (zh) 一种添加改性褐煤的超级电容器电极材料及其制备方法
CN105405681A (zh) 一种石墨烯-活性炭复合电极材料的制备方法
CN106384824A (zh) 一种球形碳素电极材料的制备方法及应用
CN104577124A (zh) 锂电池用混合正极材料的制备方法
CN107658461A (zh) 一种以有机铁化合物为原料制备氟化铁/碳复合材料的方法
CN102142553B (zh) 一种具有纳米/微米结构的锡钴碳复合材料及制备方法
CN105977054A (zh) 一种可用于超级电容器的混合掺杂的电极材料及其制备方法
CN106024406A (zh) 一种掺杂钛酸钡的高介电常数的超级电容器电极材料及其制备方法
CN107680826A (zh) 一种用于超级电容器的分层多孔活性炭电极材料的制备方法
CN110078075A (zh) 一种利用超临界水热制备多孔碳材料的方法
CN105957725A (zh) 一种添加竹炭镍铝水滑石复合材料的复合电极材料及其制备方法
CN106532004B (zh) 用于锂离子电池负极的碳包覆纳米硼复合材料的制备方法
CN105977042A (zh) 一种添加聚吡咯四氧化三锰的复合电极材料及其制备方法
CN105977041A (zh) 一种铈锰掺杂可延长循环寿命的超级电容器电极材料及其制备方法
CN103928662B (zh) 一种碳硅复合材料的制备方法
CN105977044A (zh) 一种自放电电压衰减小的聚丙烯腈增强型复合电极材料及其制备方法
CN109755531B (zh) 基于酸角壳的多孔碳-硫复合材料及其制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160921

RJ01 Rejection of invention patent application after publication