本發明涉及電容器電極材料領域,尤其涉及一種超級電容器電極材料的制備方法。
背景技術:
:超級電容器,跟鋰離子電池一樣,是一種電化學儲能元件。鋰離子電池能量密度高,但功率密度低,超級電容器壽命長(可達10萬次以上),,雖然能量密度較小,但功率密度大,作為功率型元件用來彌補鋰離子電池性能的不足。傳統的超級電容器一般為雙電層原理,采用活性碳作為活性物質,活性碳為超級電容器的常用電極材料,其優點在于表面積大,來源廣,成本低,缺點在于可用的表面積不高,比容量較低。另有中國專利號為201510490434.9,公開一種多糖改性活性碳作為超級電容器電極材料的制備方法,包括:首先多糖水熱反應制得碳球,再把碳球與氫氧化鉀混合進行浸泡,讓氫氧化鉀充分擴散進入碳材料中,最后高溫煅燒混合物,使得氫氧化鉀活化碳球,制得活性碳材料;利用本方法制備的多糖改性活性碳材料具有豐富的等級孔結構,較大的比表面積。上述發明的制備過程主要是通過水熱合成法,(1).此法是利用反應釜高溫高壓的密閉環境來合成所需物質,反應釜是化學實驗室常用小型反應器,目前市面上的反應釜的體積規格主要集中在ml級別,最大不超過10l,可用于小劑量的合成反應,對于大批量的生產還無法實現;(2).由于反應釜內部高溫高壓的環境,可能導致在材料制備過程中存在較大的安全隱患。技術實現要素:為了克服現有技術的缺陷,本發明提供了一種超級電容器電極材料的制備方法,本方法在不改變活性炭比表面積的情況下增加超級電容器的比容量。為了解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:一種超級電容器電極材料的制備方法,其特征在于:包括如下步驟:a.將活性炭加入芬頓試劑中進行攪拌,攪拌時間為10-24小時,后用去離子水清洗并烘干;b.將經過芬頓試劑處理后的活性炭粉置多金屬氧酸水溶液中超聲5-10小時,再用去離子水清洗并烘干,得到所述超級電容器電極材料。所述多金屬氧酸包括h3xy12o40,h4xy12o40,其中:x指p、si兩種元素中任意一種;y指mo、w兩種元素中任意一種。所述多金屬氧酸水溶液的濃度為2-5mol/l。本發明具有以下優點:本發明使用芬頓試劑對活性炭進行改性,使活性炭表面官能團的數量大大增加,提高活性炭的潤濕性與化學活性,將經芬頓試劑處理過后的活性炭置于多金屬氧酸水溶液中超聲5-10小時,使多金屬氧酸陰離子與活性炭表面的官能團緊密結合,從而在不改變活性炭比表面積的情況下增加超級電容器的比容量。具體實施方式實施例1一種超級電容器電極材料的制備方法,包括如下步驟:a.芬頓試劑的處理:將活性炭加入芬頓試劑中進行攪拌,攪拌時間為10-24小時,后用去離子水清洗干凈并烘干。b.多金屬氧酸陰離子的結合:將經過芬頓試劑處理過后的活性炭粉置于濃度為2-5mol/l的h3pmo12o40水溶液中超聲5-10小時,再用去離子水清洗干凈并烘干,制得超級電容器的電極材料。將所制備的電極材料制成雙電層電容器,并計算電極材料的比容量(f/g)實施例2包括如下步驟:a.芬頓試劑的處理:將活性炭加入芬頓試劑中進行攪拌,攪拌時間為16小時,后用去離子水清洗干凈并烘干。b.多金屬氧酸陰離子的結合:將經過芬頓試劑處理過后的活性炭粉置于濃度為3mol/l的h3pw12o40水溶液中超聲8小時,再用去離子水清洗干凈并烘干,制得超級電容器的電極材料。將所制備的電極材料制成雙電層電容器,并計算電極材料的比容量(f/g)實施例3包括如下步驟:a.芬頓試劑的處理:將活性炭加入芬頓試劑中進行攪拌,攪拌時間為24小時,后用去離子水清洗干凈并烘干。b.多金屬氧酸陰離子的結合:將經過芬頓試劑處理過后的活性炭粉置于濃度為2mol/l的h4siw12o40水溶液中超聲10小時,再用去離子水清洗干凈并烘干,制得超級電容器的電極材料。將所制備的電極材料制成雙電層電容器,并計算電極材料的比容量(f/g)實施例4包括如下步驟:a.芬頓試劑的處理:將活性炭加入芬頓試劑中進行攪拌,攪拌時間為24小時,后用去離子水清洗干凈并烘干。b.多金屬氧酸陰離子的結合:將經過芬頓試劑處理過后的活性炭粉置于濃度為5mol/l的h4siw12o40水溶液中超聲5小時,再用去離子水清洗干凈并烘干,制得超級電容器的電極材料。將所制備的電極材料制成雙電層電容器,并計算電極材料的比容量(f/g)對比實施例1不用芬頓試劑處理,直接將活性炭置于h3pmo12o40水溶液中超聲8小時,再用去離子水清洗干凈并烘干,作為超級電容器的電極材料。對比實施例2不用多金屬氧酸處理,將活性炭僅用芬頓試劑處理,并用去離子水清洗干凈并烘干,作為超級電容器的電極材料。表1為各實施例與對比例所得電極材料所制備的超級電容器的比容量結果對比組別實施例1實施例2實施例3實施例4對比實施例1對比實施例2比容量(f/g)120.5137.9119.7145.697.188.2從檢測結果來看,采用芬頓試劑和多金屬氧酸處理的電極材料比容量比未經芬頓試劑處理和未經多金屬氧酸處理的電極材料比容量高,體現了兩者共同作用的結果。當前第1頁12