CN111613799A - 一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，涉及电池正极制备技术领域。实现了降低成本、简化制备过程和提升性能的效果。该基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，包括以下步骤：S1、获取炭于材料：取废弃生物质材料，将废弃生物质材料通过水热法获得炭于材料，S2、高温灼烧：将S1得到的炭于材料置于高温烧结炉中进行灼烧，制备丝状碳纳米管备用。该基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，在制备时，可以降低成本，简化制备过程，同时制备的超级电容器，在使用时，具有良好的性能，比以往制备的超级电容器更具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电池正极制备技术领域，具体为一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法。
背景技术
锌空气电池，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池，又称锌氧电池。
清洁能源的高效转化和利用已成为全球关注的热点，近年来，新型可充电金属空气电池，尤其是锌空气电池，因其具有较高的理论容量、高性价比、安全无毒和环境友好等优点，被认为是具有很大发展前景的新型能源转化装备，锌空气电池包括正极和负极，使用时，糊状的锌粉在正极端，起催化作用的碳在负极端，其中正极是锌空气电池重要的组成部分。
传统的锌空气电池正极，在制备时，制成成本高，制备过程复杂，同时，在制备的超级电容器在使用时，性能不佳，无法满足使用者的需求。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法。该基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，具有可以降低成本、制备过程简单和性能好的效果。
为了实现上述降低成本、简化制备过程和提升性能的问题，本发明提供如下技术方案：一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，包括以下步骤：
S1、获取炭于材料：取废弃生物质材料，将废弃生物质材料通过水热法获得炭于材料。
S2、高温灼烧：将S1得到的炭于材料置于高温烧结炉中进行灼烧，制备丝状碳纳米管备用。
S3、研磨处理：将S2中制备的丝状碳纳米管置于研钵中，再取活性材料置于研钵中，进行研磨处理。
S4、混合处理：将S3中研磨后的丝状碳纳米管颗粒置于混合罐中，混合罐内加入无水乙醇，继续进行研磨和混合，向混合物中加入聚四氟乙炼，不断研磨至面团状。
S5、挤压成片：将S4中得到的面团状物置于平整的玻璃板上，进行挤压成片。
S6、制成极片：裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，制成极片。
S7、烘干处理：对制成的极片进行烘干处理，即可得到锌空气电池正极。
进一步的，根据S1中的操作步骤，水热温度为200-250℃，水热时间为10-30min。
进一步的，根据S2中的操作步骤，高温烧结的温度为300-350℃，烧结时间为15-25min。
进一步的，根据S4中的操作步骤，加入聚四氟乙炼后，研磨时间为10min。
进一步的，根据S5中的操作步骤，裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，裁取的厚度为1cm×1cm。
进一步的，根据S7中的操作步骤，在真空条件，温度为80℃的条件下，烘干12小时。
本发明提供了一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，具备以下有益效果：
在制备时，可以降低成本，简化制备过程，同时制备的超级电容器，在使用时，较大的容量和比能量，具有良好的性能，比以往制备的超级电容器更具有广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、获取炭于材料：取废弃生物质材料，将废弃生物质材料通过水热法获得炭于材料。
步骤二、高温灼烧：将S1得到的炭于材料置于高温烧结炉中进行灼烧，制备丝状碳纳米管备用。
步骤三、研磨处理：将S2中制备的丝状碳纳米管置于研钵中，再取活性材料置于研钵中，进行研磨处理。
步骤四、混合处理：将S3中研磨后的丝状碳纳米管颗粒置于混合罐中，混合罐内加入无水乙醇，继续进行研磨和混合，向混合物中加入聚四氟乙炼，不断研磨至面团状。
步骤五、挤压成片：将S4中得到的面团状物置于平整的玻璃板上，进行挤压成片。
步骤六、制成极片：裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，制成极片。
步骤七、烘干处理：对制成的极片进行烘干处理，即可得到锌空气电池正极。
具体的，根据S1中的操作步骤，水热温度为200-250℃，水热时间为10-30min。
具体的，根据S2中的操作步骤，高温烧结的温度为300-350℃，烧结时间为15-25min。
具体的，根据S4中的操作步骤，加入聚四氟乙炼后，研磨时间为10min。
具体的，根据S5中的操作步骤，裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，裁取的厚度为1cm×1cm。
具体的，根据S7中的操作步骤，在真空条件，温度为80℃的条件下，烘干12小时。
实施例的方法进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
| 制备成本 | 制备过程 | 性能 | |
| 实施例 | 较低 | 简单 | 极佳 |
| 现有技术 | 较高 | 复杂 | 不佳 |
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例时，通过本发明基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法具有制备成本较低、制备过程简单和性能极佳的效果。
本发明提供了一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，包括以下步骤：S1、获取炭于材料：取废弃生物质材料，将废弃生物质材料通过水热法获得炭于材料，废弃生物质材料可以选择木屑、秸秆，废弃生物质材料表征发该材料化学窗口宽，比能量大，适于制备超级电容器，水热温度为200-250℃，水热时间为10-30min，水热法是指在密封的压力容器中，以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应，在水热条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂同时还可作为压力传递介质；通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成和改性，既可制备单组分微小晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末。S2、高温灼烧：将S1得到的炭于材料置于高温烧结炉中进行灼烧，制备丝状碳纳米管备用，高温烧结的温度为300-350℃，烧结时间为15-25min。S3、研磨处理：将S2中制备的丝状碳纳米管置于研钵中，再取活性材料置于研钵中，进行研磨处理，尽量减小材料颗粒尺寸，研磨时采用研磨机进行研磨。S4、混合处理：将S3中研磨后的丝状碳纳米管颗粒置于混合罐中，混合罐内加入无水乙醇，继续进行研磨和混合，向混合物中加入聚四氟乙炼，不断研磨至面团状，加入聚四氟乙炼后，研磨时间为10min，按质量比为活性材料：丝状碳纳米管：聚四氟乙炼(PTFE)＝85：10：5的比例取料。S5、挤压成片：将S4中得到的面团状物置于平整的玻璃板上，进行挤压成片，裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，裁取的厚度为1cm×1cm，挤压时采用挤压机进行挤压成片。S6、制成极片：裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，制成极片，总厚度约为0.1mm。S7、烘干处理：对制成的极片进行烘干处理，即可得到锌空气电池正极，在真空条件，温度为80℃的条件下，烘干12小时。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取炭于材料：取废弃生物质材料，将废弃生物质材料通过水热法获得炭于材料；
S2、高温灼烧：将S1得到的炭于材料置于高温烧结炉中进行灼烧，制备丝状碳纳米管备用；
S3、研磨处理：将S2中制备的丝状碳纳米管置于研钵中，再取活性材料置于研钵中，进行研磨处理；
S4、混合处理：将S3中研磨后的丝状碳纳米管颗粒置于混合罐中，混合罐内加入无水乙醇，继续进行研磨和混合，向混合物中加入聚四氟乙炼，不断研磨至面团状；
S5、挤压成片：将S4中得到的面团状物置于平整的玻璃板上，进行挤压成片；
S6、制成极片：裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，制成极片；
S7、烘干处理：对制成的极片进行烘干处理，即可得到锌空气电池正极。
2.根据权利要求1所述的一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S1中的操作步骤，水热温度为200-250℃，水热时间为10-30min。
3.根据权利要求1所述的一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S2中的操作步骤，高温烧结的温度为300-350℃，烧结时间为15-25min。
4.根据权利要求1所述的一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S4中的操作步骤，加入聚四氟乙炼后，研磨时间为10min。
5.根据权利要求1所述的一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S5中的操作步骤，裁取均匀厚度的片状材料压到泡沫镜上，裁取的厚度为1cm×1cm。
6.根据权利要求1所述的一种基于废弃生物质能制备锌空气电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S7中的操作步骤，在真空条件，温度为80℃的条件下，烘干12小时。
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