一種用于非對稱電容電池的電容電極制備方法與流程

本發明涉及蓄電池領域，特別涉及一種用于非對稱電容電池的電容電極制備方法。

背景技術：

非對稱電容電池由于兼具電容的低內阻，可快速充放電優勢，與電化學電池單位體積儲電量大的優勢而倍受關注；澳大利亞聯邦科學及工業研究組織的發明專利“高性能貯能裝置”（200910002836.4），美國約翰遜控制技術公司的發明專利“電功率存儲設備”（200980146053.1），中國科學院蘭州化學物理研究所的發明專利“一種具有超長循環穩定性非對稱超級電容器及其制備方法”（201610192651.4）都公開了一種非對稱電容電池的制備方法；只是現在公開的這些非對稱電容電池的電容電極均采用粉末狀活性炭類多孔隙材料與粘合劑混合后涂在集電極上構成，由于粘合劑堵塞孔隙將大幅降低電容電極的比表面積；為此有必要開發新的非對稱電容電池的電容電極制備方法。

技術實現要素：

本發明的一種用于非對稱電容電池的電容電極制備方法，其特征是利用含炭源的生物質三維自支撐材料直接炭化活化成三維自支撐多孔炭材料，經表面改性用作電容電極；具體工藝流程如下：

1.裁切含炭源的生物質三維自支撐材料，其尺寸符合生成三維自支撐多孔炭材料收縮后用作電容電極尺寸；

2.將上述1.工藝裁切好的含炭源的生物質三維自支撐材料浸泡活化劑；

3.將上述2.工藝浸泡好活化劑的含炭源的生物質三維自支撐材料干燥；

4.將上述3.工藝干燥的含炭源的生物質三維自支撐材料放在微波爐中加熱，完成炭化活化成三維自支撐多孔炭材料；

5.將上述4.工藝己完成炭化活化的含炭源的生物質三維自支撐材料，即三維自支撐多孔炭材料在純凈水中洗脫活化劑；

6.將上述5.工藝己脫活化劑的三維自支撐多孔炭材料第二次充分干燥；

7.將上述6.工藝己第二次充分干燥的三維自支撐多孔炭材料表面改性降低電阻，增加膺電容活性點；

8.將上述7.工藝已表面改性的三維自支撐多孔炭材料制作低電阻的引出集電極，

9.將上述8工藝制作好低電阻的引出集電極的三維自支撐多孔炭材料用水刀切割出引出電極；至此完成非對稱電容電池的電容電極制備。

附圖說明

附圖1中的1-1是用作非對稱電容電池的電容電極的直接炭化活化成三維自支撐多孔炭材料的實物照片；1-2是三維自支撐多孔炭材料的顯微照片；附圖2是非對稱電容電池的電容電極結構示意圖。

具體實施方式

以下對一種用于非對稱電容電池的電容電極制備方法作進一步描述，但不是對本發明的一種限制。

一種用于非對稱電容電池的電容電極制備方法，其特征是利用含炭源的生物質三維自支撐材料直接炭化活化成三維自支撐多孔炭材料，經表面改性用作電容電極；具體工藝流程如下：

10.裁切含炭源的生物質三維自支撐材料，其尺寸符合生成三維自支撐多孔炭材料收縮后用作電容電極尺寸；所述含炭源的生物質三維自支撐材料采用己商品化的中密度纖維板生產設備與工藝，制備平板狀中密度纖維板，纖維原料選擇竹纖維，木纖維，甘蔗渣中一種；為抵消炭化收縮率，設產出電容電極的各三維尺寸為100%，含炭源的生物質三維自支撐材料的裁切各三維尺寸是產出電容電極的120-130%；

11.將上述10.工藝裁切好的含炭源的生物質三維自支撐材料按活性炭行業己通用的浸泡工藝浸泡活化劑；活化劑選擇硼酸，磷酸，氯化鋅，氫氧化鉀，碳酸鉀中一種；

12.將上述11.工藝浸泡好活化劑的含炭源的生物質三維自支撐材料干燥至含水30-80%；干燥環境溫度30-60⁰c；

13.將上述12.工藝干燥的含炭源的生物質三維自支撐材料放在微波爐中加熱，完成炭化活化成三維自支撐多孔炭材料（2）；加熱歷時:6-7h,燒成溫度從室溫升至600-650⁰c,氮氣壓力0.04mpa；流量180m³/min;氧含量4-8%;

14.將上述13.工藝己完成炭化活化的含炭源的生物質三維自支撐材料，即三維自支撐多孔炭材料（2)在純凈水中洗脫活化劑；

15.將上述14.工藝己脫活化劑的三維自支撐多孔炭材料(2)第二次充分干燥；干燥環境溫度60-100⁰c；

16.將上述15.工藝己第二次充分干燥的三維自支撐多孔炭材料(2）表面改性降低電阻，增加膺電容活性點；表面改性方法：釆用磁控濺射技術在三維自支撐多孔炭材料表面沉積黃金/鎳復合膜;

17.將上述16.工藝已表面沉積黃金/鎳復膜三維自支撐多孔炭材料（2），制作低電阻的引出集電極（1）;制作低電阻的引出集電極（1)方法：法拉第液法電鍍泡沫鎳，泡沫鎳鍍層厚0.5-3mm;

18.將上述17工藝制作好低電阻的引出集電極的三維自支撐多孔炭材料（2）用水刀切割出引出電極（2-1）；至此完成非對稱電容電池的電容電極制備。