一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，由下列重量份的原料制成：絲瓜絡60?63、胖大海37?40、蒸餾水適量、氯化鋅39.5?40、氯化鋰8?8.5、廢輪胎裂解炭黑6?7、硬脂酸0.1?0.12、廢舊電容器電極片8?10、海藻酸鈉3?4、丙烯酸樹脂7?9、濃度為75wt%的乙醇溶液10?12、乙酸乙酯10?12、鐵粉芯8?9.5、氫氧化鈉13?14。本發明通過一系列的工藝將廢舊電容器電極片以及廢輪胎裂解炭黑等進行改性，制成的粉末與植物基多孔炭材料復配，可以得到比表面積極高的材料，有效地回收了廢舊資源，減少固體廢棄物污染，而且工藝簡單且可重復性好，有利于批量化生產。
【專利說明】
一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及電極材料技術領域，尤其涉及一種添加改性廢I日電容器電極片的復合電極材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]人類對化石能源的過渡依賴和消耗造成了嚴重的環境問題和能源危機，為實現可持續發展的能源的開發和利用，新能源和新型能源裝置研究引起廣泛關注。超級電容器是一類介于傳統電容器與電池之間的新型儲能器件，與傳統儲能器件相比，它同時具有較高的能量密度和功率密度，較長的循環使用壽命，環境友好等優點。隨著近年來科學與技術的發展，超級電容器在起重機、叉車、新能源汽車、公共電子設施和工廠備用電源等方面的應用趨勢逐漸增大。然而，超級電容器材料的導電性能差、局部分散不均勻、與電解液接觸面性能不穩定等常見的冋題同樣關系著超級電容器基本性能。電極是決定超級電容器性能最關鍵因素，因此電極材料的研究一直是該領域學術界和工業界的熱點。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，由下列重量份的原料制成:絲瓜絡60-63、胖大海37-40、蒸餾水適量、氯化鋅39.5-40、氯化鋰8_8.5、廢輪胎裂解炭黑6_7、硬脂酸0.1-0.12、廢舊電容器電極片8-10、海藻酸鈉3-4、丙烯酸樹脂7-9、濃度為75的%的乙醇溶液10-12、乙酸乙酯10-12、鐵粉芯8-9.5、氫氧化鈉13-14。
[0005]根據權利要求書I所述一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，由下列具體方法制備而成:
(1)將絲瓜絡在通入氮氣保護下，以5°C/min的升溫速率升溫至800°C，保溫炭化I小時后自然冷卻至室溫，粉碎，過200目篩待用;將胖大海在5倍量的蒸餾水中浸泡膨脹后去除果殼與外皮得到胖大海懸浮液，將上述200目粉末加入其中，攪拌均勻后，加入氯化鋅、氯化鋰，超聲2小時后進行噴霧干燥，得到混合粉末；
(2)將混合粉末放入水平管式爐中，在通入氮氣的保護下，在100tC的溫度下保溫2小時，冷卻至室溫后將產物放入2倍量的蒸餾水中超聲1.5小時后過濾，將得到的濾餅放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料；
(3)將廢輪胎裂解炭黑放入球磨機中球磨I小時后放入烘箱中以80°C的溫度干燥I小時，再將干燥后的粉末放入高速混合機中，控溫80°C，以1000轉/分的速度攪拌15分鐘后加入硬脂酸，繼續攪拌10分鐘后，緩慢降至室溫，得到改性廢輪胎裂解炭黑；
(4)將廢舊電容器電極片粉碎，過200目篩，然后在乙酸乙酯中浸泡2小時，取出干燥后與氫氧化鈉混合，加入總量2倍量的蒸餾水，攪拌分散均勻后，離心分離過濾，干燥后將粉體放入700 °C的馬弗爐中焙燒3小時，冷卻至室溫，得到再生電極材料；
(5)將丙烯酸樹脂溶于濃度為75wt%的乙醇溶液中，然后與溶于5倍量蒸餾水的海藻酸鈉混合均勻，繼續加入步驟(2)得到的植物基多孔炭材料、步驟(3)得到的改性廢輪胎裂解炭黑、步驟(4)得到的再生電極材料以及其余剩余成分，以1000轉/分的速度攪拌1.5小時后，將物料轉移到膠磨機中，以200轉/分的速度研磨得到400目的漿料，然后將漿料均勻的涂布在集流體上，在溫度110_120°C的條件下真空干燥6小時，取出后在臺式電動壓片機上在1MPa的壓力下進行壓片，裁剪后再次放入真空干燥箱內在80°C的溫度下烘干至恒重即得。
[0006]本發明的優點是:本發明采用絲瓜絡、胖大海等植物成分作為碳源，資源天然可再生，減少對化石能源的依賴，而且利用氯化鋅和氯化鋰混合鹽作為活化劑，不僅解決了利用氫氧化鉀活化工藝中易腐蝕反應容器的缺點，而且制備出的植物基多孔炭材料具有最優化的孔結構以及孔尺寸的分布，具有良好的電化學性能，同時工藝簡單，可行性高。
[0007]本發明通過一系列的工藝將廢舊電容器電極片以及廢輪胎裂解炭黑等進行改性，制成的粉末與植物基多孔炭材料復配，可以得到比表面積極高的材料，有效地回收了廢舊資源，減少固體廢棄物污染，而且工藝簡單且可重復性好，有利于批量化生產。用本發明產品制成的超級電容器具有較高的比電容，循環使用壽命長，電化學綜合性能良好。
【具體實施方式】
[0008]一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:絲瓜絡60、胖大海37、蒸餾水適量、氯化鋅39.5、氯化鋰8、廢輪胎裂解炭黑6、硬脂酸0.1、廢舊電容器電極片8、海藻酸鈉3、丙烯酸樹脂7、濃度為75wt%的乙醇溶液10、乙酸乙酯10、鐵粉芯8、氫氧化鈉13。
[0009]根據權利要求書I所述一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，由下列具體方法制備而成:
(1)將絲瓜絡在通入氮氣保護下，以5°C/min的升溫速率升溫至800°C，保溫炭化I小時后自然冷卻至室溫，粉碎，過200目篩待用;將胖大海在5倍量的蒸餾水中浸泡膨脹后去除果殼與外皮得到胖大海懸浮液，將上述200目粉末加入其中，攪拌均勻后，加入氯化鋅、氯化鋰，超聲2小時后進行噴霧干燥，得到混合粉末；
(2)將混合粉末放入水平管式爐中，在通入氮氣的保護下，在100tC的溫度下保溫2小時，冷卻至室溫后將產物放入2倍量的蒸餾水中超聲1.5小時后過濾，將得到的濾餅放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料；
(3)將廢輪胎裂解炭黑放入球磨機中球磨I小時后放入烘箱中以80°C的溫度干燥I小時，再將干燥后的粉末放入高速混合機中，控溫80°C，以1000轉/分的速度攪拌15分鐘后加入硬脂酸，繼續攪拌10分鐘后，緩慢降至室溫，得到改性廢輪胎裂解炭黑；
(4)將廢舊電容器電極片粉碎，過200目篩，然后在乙酸乙酯中浸泡2小時，取出干燥后與氫氧化鈉混合，加入總量2倍量的蒸餾水，攪拌分散均勻后，離心分離過濾，干燥后將粉體放入700 °C的馬弗爐中焙燒3小時，冷卻至室溫，得到再生電極材料；
(5)將丙烯酸樹脂溶于濃度為75wt%的乙醇溶液中，然后與溶于5倍量蒸餾水的海藻酸鈉混合均勻，繼續加入步驟(2)得到的植物基多孔炭材料、步驟(3)得到的改性廢輪胎裂解炭黑、步驟(4)得到的再生電極材料以及其余剩余成分，以1000轉/分的速度攪拌1.5小時后，將物料轉移到膠磨機中，以200轉/分的速度研磨得到400目的漿料，然后將漿料均勻的涂布在集流體上，在溫度110°C的條件下真空干燥6小時，取出后在臺式電動壓片機上在1MPa的壓力下進行壓片，裁剪后再次放入真空干燥箱內在80°C的溫度下烘干至恒重即得。
[0010]以所述實施例中制備的電極為工作電極，金屬鎳為集電極，聚四氟乙烯為隔膜，以2mo 1/L氫氧化鉀為電解液，在1.2-2.5V的范圍內，在恒流(5mA)下進行循環測試，在室溫下通過充放電曲線確定它的容量為1.69F，內阻為1.68m Ω，循環容量保持率為98.5%。
【主權項】
1.一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:絲瓜絡60-63、胖大海37-40、蒸餾水適量、氯化鋅39.5-40、氯化鋰8_8.5、廢輪胎裂解炭黑6-7、硬脂酸0.1-0.12、廢舊電容器電極片8-10、海藻酸鈉3-4、丙烯酸樹脂7-9、濃度為75wt%的乙醇溶液10-12、乙酸乙酯10-12、鐵粉芯8-9.5、氫氧化鈉13-14。2.根據權利要求書I所述一種添加改性廢舊電容器電極片的復合電極材料，其特征在于，由下列具體方法制備而成: (1)將絲瓜絡在通入氮氣保護下，以5°C/min的升溫速率升溫至800°C，保溫炭化I小時后自然冷卻至室溫，粉碎，過200目篩待用;將胖大海在5倍量的蒸餾水中浸泡膨脹后去除果殼與外皮得到胖大海懸浮液，將上述200目粉末加入其中，攪拌均勻后，加入氯化鋅、氯化鋰，超聲2小時后進行噴霧干燥，得到混合粉末； (2)將混合粉末放入水平管式爐中，在通入氮氣的保護下，在100tC的溫度下保溫2小時，冷卻至室溫后將產物放入2倍量的蒸餾水中超聲1.5小時后過濾，將得到的濾餅放入真空干燥箱中烘干，得到植物基多孔炭材料； (3)將廢輪胎裂解炭黑放入球磨機中球磨I小時后放入烘箱中以80°C的溫度干燥I小時，再將干燥后的粉末放入高速混合機中，控溫80°C，以1000轉/分的速度攪拌15分鐘后加入硬脂酸，繼續攪拌10分鐘后，緩慢降至室溫，得到改性廢輪胎裂解炭黑； (4)將廢舊電容器電極片粉碎，過200目篩，然后在乙酸乙酯中浸泡2小時，取出干燥后與氫氧化鈉混合，加入總量2倍量的蒸餾水，攪拌分散均勻后，離心分離過濾，干燥后將粉體放入700 °C的馬弗爐中焙燒3小時，冷卻至室溫，得到再生電極材料； (5)將丙烯酸樹脂溶于濃度為75wt%的乙醇溶液中，然后與溶于5倍量蒸餾水的海藻酸鈉混合均勻，繼續加入步驟(2)得到的植物基多孔炭材料、步驟(3)得到的改性廢輪胎裂解炭黑、步驟(4)得到的再生電極材料以及其余剩余成分，以1000轉/分的速度攪拌1.5小時后，將物料轉移到膠磨機中，以200轉/分的速度研磨得到400目的漿料，然后將漿料均勻的涂布在集流體上，在溫度110_120°C的條件下真空干燥6小時，取出后在臺式電動壓片機上在1MPa的壓力下進行壓片，裁剪后再次放入真空干燥箱內在80°C的溫度下烘干至恒重即得。
【文檔編號】H01G11/86GK105931856SQ201610473271
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】肖亮, 馬睿, 劉芳
【申請人】安徽江威精密制造有限公司