[发明专利]一种改性超级电容电极的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性超级电容电极的制备方法，以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳极相对放置在液氮、液氩或水的反映媒介中，通入高压电流进行直流电弧放电后制得添加剂碳纳米角或碳洋葱，然后在氮气、氨气中的任一种或二者混合气体的气氛下施加300V‑500V的电压反应一端时间得到改性添加剂，将改性添加剂添加到由间苯二酚溶液或对苯二酚溶液、甲醛溶液或糠醛溶液、催化剂与蒸馏水组成电极浆料中真空环形下高速搅拌得到改性超级电容电极；本发明具有有效增强电极的导电性、导热性，有效提高负极锂离子吸附性能，有效提成电极的比能量密度、比功率密度、延长电极循环使用寿命的优点。

技术领域

本发明属于电池电极制备技术领域，具体涉及一种改性超级电容电极的制备方法。

背景技术

超级电容，是一种介于传统电容器和电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷存储电能。随着超级电容的大范围普及和使用，超级电容的缺陷也日益凸显，目前超级电容具有以下缺陷：1、目前超级电容的电机吸附电荷能力较弱，导电性能和散热性能差；2、电容内部的电荷活跃度低，导致其工作效率低下，为使用带来严重的不便；3、电容电极的比能量密度、比功率密度低，循环使用寿命短，导致电气上的电容需要频繁更换，从而造成资源浪费，并产生经济负担。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种有效增强电极的导电性、导热性，有效提高电容电极吸附电荷的性能，有效提成电容电极的比能量密度、比功率密度、延长电极循环使用寿命的改性超级电容电极的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种改性超级电容电极的制备方法，以改性碳洋葱、碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为添加剂添加到超级电容电极浆料中，其具体做法如下：

步骤1、将间苯二酚溶液或对苯二酚溶液、甲醛溶液或糠醛溶液、催化剂与蒸馏水混合，均匀搅拌制得电容电极浆料；

步骤2、向步骤1中制得的电容电极浆料中添加一定质量百分比的前述添加剂在真空环境下高速搅拌1-3h得到初始液；

步骤3、将经步骤2制得的初始液晶凝胶处理、干燥处理、碳化热处理以及压片后制得超级电容电极。

进一步，所述步骤2中添加的添加剂为电容电极浆料质量的0.5％-100％。

进一步，所述添加剂的粒径尺寸为20nm-120nm。

进一步，所述步骤2中的搅拌速度为1500r/min-2500r/min。

进一步，所述添加剂的具体制备过程为：

S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；

S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至400℃-1500℃，然后施加300V-500V的电压反应1h-48h得到改性添加剂。

进一步，所述步骤S51中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；

优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；

优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。

进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将添加剂按一定比例加入制备电容电极的浆料中，从而使得添加剂充分填充到电容电极的缝隙中，有效提升电极的比能量密度、比功率密度，同时增强电容电极吸附电荷的性能，从而增强电容电极的导电性和导热性；