一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，首先將原料活性炭粉常溫清洗去雜質(zhì)，然后將清洗后的活性炭粉在常溫下加入活化劑攪拌均勻并在120℃下烘干，烘干后的活性炭粉在850～900℃的條件下進行活化處理，活化后的活性炭粉在50～80℃的條件下進行精密清洗，清洗后在120℃下烘干，最后檢測出廠。本發(fā)明方法制備的活性炭粉具有微米級的多孔結構，提高電容器的功率密度。制備過程能耗較小，可大規(guī)模生產(chǎn)，采用用廉價的原料、簡單易控的制備方法，制備出的活性炭粉沉積效果好，可逆性好，使超級電容器電極材料的電容增大，具有良好的超級電容性質(zhì)，是高能量密度和功率密度的超級電容器電極材料活性炭粉。
【專利說明】
一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于超級電容器電極材料技術領域，具體的說是涉及一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法。
【背景技術】
[0002]在能源高度消耗的今天，地球石化燃料已逐漸枯竭，有科學家預言地球上的石油大約50年后將會枯竭，人類必須要尋找可再生的能源。太陽能和風能取之不盡，用之不竭，是理想的替代能源。然而怎么將這些間歇式的能源快速存儲并又能快速釋放出來一直是個難題，雖然傳統(tǒng)的化學電池的能量密度很高，但功率密度比較低，并且充放電時間長，很難解決間歇能量的存儲難題。超級電容器是近年來高速發(fā)展的一類新能儲能材料，其性能介于傳統(tǒng)電容器和電池之間，兼有電池高比能量和傳統(tǒng)電容器高比功率的特點，具有非常高的功率密度，相當長的使用壽命、充放電迅速，是間歇式能源的理想存儲材料。超級電容器是通過電解質(zhì)離子與電極之間的二維或準二維作用實現(xiàn)電荷儲存。超級電容器還具有能瞬間大電流充放電、工作溫度范圍寬、安全、無污染等優(yōu)點，因而在許多場合有著獨特的應用優(yōu)勢和廣闊的應用前景。目前各國都不遺余力地對超級電容器進行研究與開發(fā)。
[0003]超級電容器的研究，集中在高性能電極材料的制備上，超級電容器的各項性能指標則取決于其電極材料的的種類，常用的電極材料有活性炭材料、金屬氧化物和導電聚合物，超級電容器的電極材料一般使用高導電性的活性炭材料，目前活性炭材料的電極研究最為成熟，而且活性炭材料制成的超級電極成本比較低廉，功率密度和能量密度都比較高，易于廣泛應用。活性炭材料的工業(yè)生產(chǎn)和應用歷史悠久，它是最早用于超級電容器電極的材料。其原料來源豐富，如煤、木材、堅果殼、樹脂等，原料經(jīng)調(diào)制后，再經(jīng)過炭化活化后制得活性炭粉。基于以上特點，采用廉價的原料、用簡單易控的方法來制備出高能量密度和功率密度的超級電容器電極材料活性炭粉依然是全世界科學不懈追求的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種成本低廉、制備方法簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)的用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其包括如下步驟:
a、將原料活性炭粉在常溫下用工藝水在清洗機中反復清洗多次，除去原料活性炭粉中的雜質(zhì)；
b、將清洗后的活性炭粉在常溫下加入活化劑攪拌均勻，然后將拌入活化劑的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干；
c、將步驟b烘干后的活性炭粉在活化設備中在溫度為850°C?900°C的條件下進行活化處理；
d、經(jīng)步驟c活化處理后的活性炭粉在溫度為50°C?80°C的條件下用工藝水在精密清洗設備中進行精密清洗；
e、經(jīng)過精密清洗后的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干；
f、將經(jīng)過步驟e烘干處理后的活性炭粉進行質(zhì)量檢測，檢測合格后出廠，即制得用于制作超級電容器電極的活性炭粉。
[0006]步驟a和步驟d中的工藝水在進入清洗步驟之前經(jīng)水處理設備去除二氧化碳，工藝水在去除二氧化碳后再對原料活性炭粉及經(jīng)活化處理后的活性炭粉進行清洗。
[0007]在烘箱內(nèi)設置有風道，烘箱采用循環(huán)風，經(jīng)活化劑浸泡后活性炭粉在烘干過程中揮發(fā)的有害氣體經(jīng)過烘箱的風道抽離到凈化設備里。
[0008]步驟c中的活化設備包括活化爐、壓力報警裝置和過溫控制裝置，通過活化爐爐體內(nèi)爐膽的勻速旋轉(zhuǎn)，再通以氮氣，將拌入活化劑并烘干后的活性炭粉進行活化，通過壓力報警裝置及過溫控制裝置控制活化爐的爐內(nèi)壓力及溫度;活化設備還連接有一可移動過濾裝置，經(jīng)活化設備活化后的顆粒廢氣通過可移動過濾裝置抽離過濾使經(jīng)活化處理過的廢氣有害度降至最低。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明方法制備的活性炭粉，具有微米級的多孔結構，大大降低電容器的內(nèi)阻，提高電容器的功率密度。在制備過程中，本發(fā)明的能耗較小，制備出的活性炭粉具有很好的柔性，而且本發(fā)明的制備方法不受空間限制，可大規(guī)模生產(chǎn)，本發(fā)明采用廉價的原料、簡單易控的制備方法制備出高能量密度和功率密度的超級電容器電極材料活性炭粉。采用本發(fā)明方法制備的活性炭粉沉積效果好，可逆性較好，活性炭粉內(nèi)部具有三維立體結構，從而使超級電容器電極材料的電容增大，能夠大大提高電容器的能量密度，具有良好的超級電容性質(zhì)。
[0010]本發(fā)明中使用的工藝水采用快速去除二氧化碳的水處理裝置將工藝水中的二氧化碳去除，水處理裝置利用水位控制儀控制水位，在煮沸的情況下，加熱半小時，去除二氧化碳，電極加熱，敞開上蓋讓氣體充分揮發(fā)，上蓋采用活動蓋板，通過活動蓋板的精巧設計，氣體可以順暢的通入，無需氣體通入時，蓋板自動閉合。本發(fā)明中采用的的精密清洗設備通過預設的氣孔向設備腔體中噴氣，氣體迅速膨脹爆破，最終使得材料得以充分混合。
[0011]清洗原料活性炭粉的清洗機通過攪拌裝置勻速攪拌物料，讓物料與水產(chǎn)生離心力，使水充分進入活性炭的孔結構，常溫，腔壁材料也經(jīng)過了酸堿活化。烘箱采用循環(huán)風，活化劑浸泡后的有害氣體經(jīng)過風道抽離到凈化設備里，不會污染大氣，綠色環(huán)保。
[0012]活化設備通過活化爐爐體內(nèi)爐膽的勻速旋轉(zhuǎn)，再通以氮氣，將物料進行活化，通過壓力報警裝置及過溫控制裝置控制爐內(nèi)壓力及溫度。可移動過濾裝置經(jīng)活化設備活化后的顆粒廢氣通過迷宮密封裝置被過濾器抽離過濾，處理過的廢氣有害度降至最低，減少廢氣對環(huán)境的污染，過濾裝置與爐體接觸頻率根據(jù)爐體出煙量具體控制，制備過程中還包括除煙裝置和沸騰裝置。
【具體實施方式】
[0013]以下結合具體實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0014]—種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其包括如下步驟:a、將原料活性炭粉在常溫下用工藝水在清洗機中反復清洗多次，除去原料活性炭粉中的雜質(zhì);b、將清洗后的活性炭粉在常溫下加入活化劑攪拌均勻，然后將拌入活化劑的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干;C、將步驟b烘干后的活性炭粉在活化設備中在溫度為850?900°C的條件下進行活化處理;d、經(jīng)步驟c活化處理后的活性炭粉在溫度為50?80 °C的條件下用工藝水在精密清洗設備中進行精密清洗;e、經(jīng)過精密清洗后的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干;f、將經(jīng)過步驟e烘干處理后的活性炭粉進行質(zhì)量檢測，檢測合格后出廠，即制得用于制作超級電容器電極的活性炭粉。
[0015]步驟a和步驟d中的工藝水在進入清洗步驟之前經(jīng)水處理設備去除二氧化碳，工藝水在去除二氧化碳后再對原料活性炭粉及經(jīng)活化處理后的活性炭粉進行清洗。在烘箱內(nèi)設置有風道，烘箱采用循環(huán)風，經(jīng)活化劑浸泡后活性炭粉在烘干過程中揮發(fā)的有害氣體經(jīng)過烘箱的風道抽離到凈化設備里。步驟c中的活化設備包括活化爐、壓力報警裝置和過溫控制裝置，通過活化爐爐體內(nèi)爐膽的勻速旋轉(zhuǎn)，再通以氮氣，將拌入活化劑并烘干后的活性炭粉進行活化，通過壓力報警裝置及過溫控制裝置控制活化爐的爐內(nèi)壓力及溫度;活化設備還連接有一可移動過濾裝置，經(jīng)活化設備活化后的顆粒廢氣通過可移動過濾裝置抽離過濾使經(jīng)活化處理過的廢氣有害度降至最低。
[0016]最后應當說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本發(fā)明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。
【主權項】
1.一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其特征在于:所述活性炭粉的制備方法包括如下步驟: a、將原料活性炭粉在常溫下用工藝水在清洗機中反復清洗多次，除去原料活性炭粉中的雜質(zhì)； b、將清洗后的活性炭粉在常溫下加入活化劑攪拌均勻，然后將拌入活化劑的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干； c、將步驟b烘干后的活性炭粉在活化設備中在溫度為850°C?900°C的條件下進行活化處理； d、經(jīng)步驟c活化處理后的活性炭粉在溫度為50°C?80°C的條件下用工藝水在精密清洗設備中進行精密清洗； e、經(jīng)過精密清洗后的活性炭粉裝入烘箱中，活性炭粉在烘箱內(nèi)在120°C的溫度條件下烘干； f、將經(jīng)過步驟e烘干處理后的活性炭粉進行質(zhì)量檢測，檢測合格后出廠，即制得用于制作超級電容器電極的活性炭粉。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其特征在于:所述步驟a和步驟d中的工藝水在進入清洗步驟之前經(jīng)水處理設備去除二氧化碳，工藝水在去除二氧化碳后再對原料活性炭粉及經(jīng)活化處理后的活性炭粉進行清洗。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其特征在于:在所述烘箱內(nèi)設置有風道，烘箱采用循環(huán)風，經(jīng)活化劑浸泡后活性炭粉在烘干過程中揮發(fā)的有害氣體經(jīng)過烘箱的風道抽離到凈化設備里。4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種用于制作超級電容器電極的活性炭粉的制備方法，其特征在于:步驟c中的活化設備包括活化爐、壓力報警裝置和過溫控制裝置，通過活化爐爐體內(nèi)爐膽的勻速旋轉(zhuǎn)，再通以氮氣，將拌入活化劑并烘干后的活性炭粉進行活化，通過壓力報警裝置及過溫控制裝置控制活化爐的爐內(nèi)壓力及溫度;所述活化設備還連接有一可移動過濾裝置，經(jīng)活化設備活化后的顆粒廢氣通過可移動過濾裝置抽離過濾使經(jīng)活化處理過的廢氣有害度降至最低。
【文檔編號】H01G11/44GK105826087SQ201610219820
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】汪曉偉
【申請人】汪曉偉