[发明专利]用具有不同沸腾温度的两种溶剂制备流过式电容器用涂覆集流体电极的方法

说明书

本发明涉及一种制备流过式电容器的涂覆集流体电极的方法。该方法包括制备涂料浆液，其包括：10‑50重量％的碳，具有至少500m²/g的比表面积；0.3‑5重量％的粘结剂；10‑50重量％基于总浆液的具有第一沸点的第一溶剂；10‑50重量％基于总浆液的具有第二沸点的第二溶剂，第二沸点低于第一沸点；将涂料浆液涂敷到集流体上；使涂敷在集流体上的涂料浆液中的第二溶剂在低于第一沸点的温度下蒸发。该方法进一步包括将涂料浆液涂敷在集流体上；并使涂敷在集流体上的涂料浆液中的第二溶剂在低于第一沸点的温度下蒸发。而且，本发明涉及一种用于去除离子的装置，该装置包括进水口、出水口、第一和第二涂覆集流体、用于隔开集流体并使水在其间流动的隔板。

技术领域

本发明涉及一种制备流过式电容器用涂覆集流体电极的方法，该方法包括：

a利用溶剂制备涂料浆液；

b将涂料浆液涂敷在集流体上；以及

c使涂敷在集流体上的涂料浆液中的溶剂蒸发。

背景技术

近年来，人们已逐渐认识到人类活动对环境的影响以及由此可能具有的不良后果。用于减少、重新利用和再循环资源的各种方法变得更为重要。特别地，干净水成为稀缺商品。因此，已公开了用于净化水的各种方法和设备。

用于水净化的一种方法是利用装备有用于去除水中离子的流过式电容器(FTC)的装置由电容去离子。FTC起到用于电容去离子的电可再生单元的作用。通过对电极充电，离子从电解质中去除并保持在电极的双电层中。电极可以(部分地)电再生，从而在不添加化学制剂的情况下解吸这些先前去除的离子。

用于去除离子的装置包括一对或多对间隔开的电极(每对电极包括阴极和阳极)和隔板，该隔板将电极隔开并使水流过电极之间。电极具有集流体或背衬层和可用于存储去除的离子的高表面积材料，例如碳。集流体可与高表面积材料直接接触。集流体是导电的，并将电荷传送到电极中和从电极中传送出来以及将电荷传送到高表面积材料中。

电荷屏障可邻近流过式电容器的电极放置。术语电荷屏障指的是能透过或半透过离子并能够保持电荷的一层材料。具有与电荷屏障的电荷相反电荷的离子可穿过电荷屏障材料，而具有与电荷屏障的电荷类似电荷的离子不能穿过或仅能部分地穿过电荷屏障材料。与电荷屏障材料类似电荷的离子因而被容纳于或受困于例如电极间和/或隔板间中。电荷屏障通常由离子交换材料制成。电荷屏障可使离子效率增大，这反过来使高效能的离子去除。

国际专利公布WO 2010/131951公开了一种制备用于流过式电容器用电极的涂覆集流体的方法。该方法包括利用水作为溶剂制备阳极涂覆集流体。涂覆集流体可在烘箱中进行干燥，这会造成电极厚度的明显减少。该方法可通过在升高的温度下干燥碳涂层而获得致密电极。

美国专利公布US 2009/0020430和US 2010/0170884公开了制备包括水、1-丁醇、聚氨酯和碳混合物的涂料。该涂料被涂覆在碳纸上，并在摄氏80°在室温下进行干燥。

碳涂覆集流体在烘箱中进行干燥之后，一些溶剂可能会通常保留在碳涂覆集流体中。实际上，溶剂保留在碳涂覆集流体中通常是有益的，因为防止了碳涂覆电极的开裂。然而，如果集流体被存储和/或运输，则可能会有一些进一步的干燥。该进一步的干燥可能会影响集流体的挠性，从而例如当碳涂覆集流体弯曲时可能会在其中出现开裂。开裂可能会对碳涂覆集流体的工作会产生不良影响，因而通常应避免开裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备流过式电容器用碳涂覆集流体电极的改进方法。

因而，提供一种制备流过式电容器用涂覆集流体电极的方法，该方法包括：

a制备包括下述重量％的涂料浆液：

10-50重量％的碳，具有至少500m²/g的比表面积；