CN117711833B - 一种超级电容炭的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超级电容炭的制造方法，原料包括高粘度树脂和高温沥青，高粘度树脂与高温沥青的配比为：树脂：沥青=1:0.8～1:1.5；超级电容炭的制造步骤包括：第一步，在310℃‑350℃加热沥青至液态，添加1%‑5%十二烷基磺酸钠活性剂，搅拌后，按比例添加高粘度树脂；第二步，超声辅助下高速搅拌使混合均匀；第三步，在高温混合均匀物料内添加初步活性剂用于造孔，初步活性剂占比60%‑90%；第四步，混合均匀物料，经雾化后冷凝造粒，粒度分布于20μm‑100μm之间；第五步，将雾化颗粒料送至活化炉内，进行初步活化。通过采用沥青与树脂复合技术、与活化剂熔融混合技术、雾化造粒技术以及微孔修饰技术，制造出的超级电容炭成本低、具有高容量、电荷快传导性的特点。
Description
技术领域
本发明属于电极材料技术领域，具体涉及的是一种超级电容炭的制造方法。
背景技术
目前用于超级电容器极化电极所用的材料主要有三类，分别为碳素材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。常见的碳素材料是活性炭，由于其具有高比表面积，电化学性能非常卓越优良，已渐渐成为科学家们广泛关注的一种电极材料。
但是一般的活性炭电极材料来源于树脂和木质原材料，灰分高，成本较高，导电性低，循环性差，在高倍率充放电条件下比电容衰减快，难以满足超级电容器的使用需求。其它材料如石墨烯、碳纳米管等受成本和技术的制约，商品化进展较慢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超级电容炭的制造方法，解决了一般的电极材料存在成本高、容量低以及充放电缓慢等技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种超级电容炭的制造方法，原料包括高粘度树脂和高温沥青，高粘度树脂与高温沥青按质量配比为：树脂：沥青=1:0.8～1:1.5；超级电容炭的制造步骤包括：
第一步，在310℃-350℃加热沥青至液态，添加1%-5%十二烷基磺酸钠活性剂，搅拌使活性剂均匀分散于沥青溶液中，按比例添加高粘度树脂；
第二步，超声辅助下高速搅拌使混合均匀；
第三步，在高温混合均匀物料内添加初步活性剂用于造孔，初步活性剂占比60%-90%；
第四步，混合均匀物料，经雾化后冷凝造粒，粒度分布于20μm-100μm之间；
第五步，将雾化颗粒料送至活化炉内，升温至650℃-720℃，进行初步活化；
第六步，活化后的物料，经稀盐酸熔液煮沸清洗，过滤后，用纯水煮沸清洗，并烘干；
第七步，通过二氧化碳或水蒸气进行孔径修饰。
可选地，高粘度树脂为酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂中的一种。
可选地，高粘度树脂在25℃时的黏度为17000mpa.s。
可选地，高温沥青软化点为250℃-300℃。
可选地，初步活性剂为氯化锌或氢氧化钾。
可选地，在第一步中，搅拌的时间为5 min -30min。
可选地，在第二步中，搅拌时间为30 min -90min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的超级电容炭的制造方法，通过采用沥青与树脂复合技术、与活化剂熔融混合技术、雾化造粒技术以及微孔修饰技术，制造出了具有低成本、又具有高容量、电荷快传导性的超级电容碳。采用雾化造粒用于降低污染、提高效率以及提升性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例：本实施例提供了一种超级电容炭的制造方法，原料包括高粘度树脂和高温沥青，高粘度树脂与高温沥青按质量配比为：树脂：沥青=1:0.8～1:1.5；超级电容炭的制造步骤包括：
第一步，在310℃-350℃加热沥青至液态，添加1%-5%十二烷基磺酸钠活性剂，搅拌使活性剂均匀分散在沥青溶液中，按比例添加高粘度树脂；
第二步，超声辅助下高速搅拌使上述物料混合均匀；
第三步，在高温混合均匀物料内添加初步活性剂用于造孔，初步活性剂占比60%-90%；
第四步，混合均匀物料，经雾化后冷凝造粒，粒度分布于20μm-100μm之间；
第五步，将雾化颗粒料送至活化炉内，升温至650℃-720℃，进行初步活化；
第六步，活化后的物料，经稀盐酸熔液煮沸清洗，过滤后，用纯水煮沸清洗，并烘干；
第七步，通过二氧化碳或水蒸气进行孔径修饰。
通过上述设置，树脂基超级电容炭，比表面大，但其密度低，导电性差；高温沥青基超级电容炭，导电性优，但孔隙不发达，比表面低；因此对其进行复合处理，结合二者优点来提升比表面以及导电性。采用超声辅助有助于破坏树脂和沥青的表面张力，使得树脂和沥青能能充分混合均匀。采用雾化造粒，效率高，且不与其它介质高强度接触，不易污染原料；且物料不用降温损失热量，直接进行雾化，可实现降耗；雾化后颗粒呈球形，可提升产品振实密度。本实施例采用了沥青与树脂复合技术、与活化剂熔融混合技术、雾化造粒技术以及微孔修饰技术，制造出的超级电容炭成本低、具有高容量、电荷快传导性的特点。采用雾化造粒用于降低污染、提高效率以及提升性能。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，高粘度树脂为酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂中的一种。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，高粘度树脂在25℃时的黏度为17000mpa.s。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，高温沥青软化点为250℃-300℃。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，初步活性剂为氯化锌或氢氧化钾。氯化锌熔点283℃，通过超声辅助可溶解于高温混合物料中。通过稀盐酸清洗，可与反应生成物氧化锌反应，生成氯化锌，并对氯化锌进行结晶回收处理，依然可作为活化剂原料使用，能充分降低活化剂成本。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，在第一步中，搅拌的时间为5 min -30min，优选为5 min。
本实施例的超级电容炭的制造方法中，在第二步中，搅拌时间为30 min -90min。
Claims (3)
1.一种超级电容炭的制造方法，其特征在于，原料包括高粘度树脂和高温沥青，高粘度树脂与高温沥青按质量配比为：树脂：沥青＝1:0.8～1:1.5；超级电容炭的制造步骤包括：
第一步，在310℃-350℃加热沥青至液态，添加1％-5％十二烷基磺酸钠活性剂，搅拌使活性剂均匀分散于沥青熔液中，按比例添加高粘度树脂；
第二步，超声辅助下高速搅拌使混合均匀；
第三步，在高温混合均匀物料内添加初步活性剂用于造孔，初步活性剂占比60％-90％；
第四步，混合均匀物料，经雾化后冷凝造粒，粒度分布于20μm-100μm之间；
第五步，将雾化颗粒料送至活化炉内，升温至650℃-720℃，进行初步活化；
第六步，活化后的物料，经稀盐酸熔液煮沸清洗，过滤后，用纯水煮沸清洗，并烘干；
第七步，通过二氧化碳或水蒸气进行孔径修饰；
高粘度树脂为酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂中的一种；高粘度树脂在25℃时的黏度为17000mpa.s；高温沥青软化点为250℃-300℃；初步活性剂为氯化锌或氢氧化钾。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容炭的制造方法，其特征在于，在第一步中，搅拌的时间为5min-30min。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容炭的制造方法，其特征在于，在第二步中，搅拌时间为30min-90min。
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