CN107799326B - 一种提高超级电容器容量的电极制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高超级电容器容量的电极制备方法，将活性炭和高比面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，将混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧完成后取出并冷却；将冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌；将二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料；制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得电容器电极。本发明的优先和有益效果为：通过使用混合碳材料取代纯活性炭作为活性物质，并使用独特的混料工艺保证了混合活性物质的性能发挥，从而提升了活性物质的能量密度，使得制备出的超级电容器电极容量大大提高。
Description
技术领域
本发明属于电容器技术领域，尤其涉及一种提高超级电容器容量的电极制备方法。
背景技术
超级电容器是一种新型的储能器件，具有高功率，快速充放电、循环寿命长及绿色环保等性能优势，越来越受到人们的重视。其中双电层超级电容器由于在制备成本与循环寿命等方面的优势，已经在为目前研究与应用最为广泛的储能器件之一。
超级电容器一个重要技术指标是容量，相比于电池产品，容量低是目前超级电容器存在的一个性能短板，其中包括电极原材料活性物质的选择是影响容量高低的关键，活性物质的比表面积越大，则存储电荷的能力越强，超级电容器存储电量的能力则越强。容量密度是超级电容器的“死穴”。为提高超级电容器的容量密度，国内外都投入了大量的资金和人力在研究。
发明内容
鉴于以上所述，本发明正是针对以上技术问题，提供了一种提高超级电容器容量的电极制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种提高超级电容器容量的电极制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭和高比面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，其中活性炭和高比面积碳材料的比例分别为70%-97%和3%-30%；
S2、将S1中所得的混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度为600-1000摄氏度，时间为6-15小时，煅烧完成后取出并冷却；
S3、将S2中冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌；
S4、将S3中二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S5、将S4中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得电容器电极。
本发明提供的一种提高超级电容器容量的电极制备方法可进一步设置为所述活性炭和高比面积碳的颗粒粒径大小在2微米-8微米之间，灰度控制在0.1%以下，PH值不大于10。
本发明提供的一种提高超级电容器容量的电极制备方法可进一步设置为所述高比面积碳材料为介孔碳或石墨烯。
本发明提供的一种提高超级电容器容量的电极制备方法可进一步设置为S3中的气流磨研磨气量为每分钟10-20立方米，空气压力为0.5-1.3Mpa。
本发明提供的一种提高超级电容器容量的电极制备方法可进一步设置为S5中的涂布厚度在210微米-230微米，有效面密度为1.32g/dm²-1.42g/dm²。
本发明的优先和有益效果为：通过使用混合碳材料取代纯活性炭作为活性物质，并使用独特的混料工艺保证了混合活性物质的性能发挥，从而提升了活性物质的能量密度，使得制备出的超级电容器电极容量大大提高。
具体实施方式
实施例一
一种提高超级电容器容量的电极制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭和高比面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，其中活性炭和高比面积碳材料的比例分别为70%和30%，所述活性炭和高比面积碳的颗粒粒径大小为2微米，灰度控制在0.1%以下，PH值不大于10，所述高比面积碳材料为介孔碳或石墨烯；
S2、将S1中所得的混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度为600摄氏度，时间为6小时，煅烧完成后取出并冷却；
S3、将S2中冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌，气流磨研磨气量为每分钟10立方米，空气压力为0.5Mpa；
S4、将S3中二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料，其中涂布厚度为210微米微米，有效面密度为1.32g/dm²；
S5、将S4中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得电容器电极，经过专业检测，检测出该产品容量为3264F/m²。
实施列二
一种提高超级电容器容量的电极制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭和高比面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，其中活性炭和高比面积碳材料的比例分别为83%和17%，所述活性炭和高比面积碳的颗粒粒径大小为5微米，灰度控制在0.1%以下，PH值不大于10，所述高比面积碳材料为介孔碳或石墨烯；
S2、将S1中所得的混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度为800摄氏度，时间为10小时，煅烧完成后取出并冷却；
S3、将S2中冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌，气流磨研磨气量为每分钟15立方米，空气压力为0.9Mpa；
S4、将S3中二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料，其中涂布厚度为220微米，有效面密度为1.37g/dm²；
S5、将S4中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得电容器电极，经过专业检测，检测出该产品容量为3360F/m²。
实施列三
一种提高超级电容器容量的电极制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭和高比面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，其中活性炭和高比面积碳材料的比例分别为97%和3%，所述活性炭和高比面积碳的颗粒粒径大小为8微米，灰度控制在0.1%以下，PH值不大于10，所述高比面积碳材料为介孔碳或石墨烯；
S2、将S1中所得的混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度为1000摄氏度，时间为15小时，煅烧完成后取出并冷却；
S3、将S2中冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌，气流磨研磨气量为每分钟20立方米，空气压力为1.3Mpa；
S4、将S3中二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料，其中涂布厚度为230微米，有效面密度为1.42g/dm²；
S5、将S4中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得电容器电极，经过专业检测，检测出该产品容量为3296F/m²。
从上述的三项实施例中可以看出，通过实施例二中的一种提高超级电容器容量的电极制备方法，所制备出的电容器电极容量最高，由此可见实施例二中的方案最优。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种提高超级电容器容量的电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1、将活性炭和高比表 面积碳材料按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合，得到混合碳材料，其中活性炭和高比表 面积碳材料的比例分别为70％-97％和3％-30％；所述高比表 面积碳材料为介孔碳或石墨烯；所述活性炭和高比表 面积碳的颗粒粒径大小在2微米-8微米之间，灰度控制在0.1％以下，pH值不大于10；
S2、将S1中所得的混合碳材料放到真空煅烧炉内进行煅烧，煅烧温度为600-1000摄氏度，时间为6-15小时，煅烧完成后取出并冷却；
S3、将S2中冷却后的混合碳材料放入到气流粉碎机内，通过气流磨研对其粉碎，在粉碎的同时，还能通过气流对其进行二次搅拌；气量为每分钟10-20立方米，空气压力为0.5-1.3Mpa；
S4、将S3中二次搅拌后的混合碳材料进行干燥处理，并与粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S5、将S4中制成的浆料涂布在集流体上，涂布厚度在210微米-230微米，有效面密度为1.32g/dm2-1.42g/dm2，干燥，得电容器电极。
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