[发明专利]基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法有效
申请号: | 201811154270.2 | 申请日: | 2018-09-30 |
公开(公告)号: | CN109161915B | 公开(公告)日: | 2020-07-14 |
发明(设计)人: | 尹华意;毛月;谢宏伟;宁志强;宋秋实 | 申请(专利权)人: | 东北大学 |
主分类号: | C25B1/00 | 分类号: | C25B1/00;H01G11/42;H01G11/34;H01G11/24 |
代理公司: | 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 | 代理人: | 马海芳 |
地址: | 110819 辽宁*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 利用 制备 超级 电容 器用 活性炭 方法 | ||
1.一种基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:煤粉压片的制备
将煤粉进行压片,得到煤粉压片;其中,所述的煤粉的平均粒径为0.1mm;
步骤2:准备
(1)将煤粉压片用铁丝固定在不锈钢丝集流体上,制得煤粉阴极;
将泡沫镍用铁丝固定在不锈钢丝集流体上,制得泡沫镍阴极;
将镍基合金与不锈钢丝集流体连接,制得阳极;
(2)将碳酸钠和碳酸钾充分混合,倒入坩埚中,再将坩埚置于反应器中,去除混合盐中的水分和杂质;其中,按摩尔比:碳酸钠:碳酸钾=(45~70):(55~30);
(3)将煤粉阴极、泡沫镍阴极、阳极均悬吊在碳酸钠和碳酸钾混合盐上方,封闭反应器,将反应器抽真空后,向反应器持续通入氩气,使得反应器内形成氩气气氛;
步骤3:预电解
将反应器加热至碳酸钠和碳酸钾混合盐的熔化温度后形成熔盐,然后升温至反应温度;将泡沫镍阴极、阳极插入熔盐中,在泡沫镍阴极和阳极两端施加电压,进行预电解,预电解结束后,将泡沫镍阴极从熔盐中取出,所述的反应温度比熔化温度多30℃~50℃;所述的预电解,电压为1.8V~2.2V,预电解时间为1~3h;
步骤4:电解
将煤粉阴极插入熔盐中进行电解,在煤粉阴极和阳极两端施加电压,进行恒电压电解,得到阴极产物;其中,电压为1.8V~2.4V,电解时间为1~12h;
步骤5:后处理
将阴极产物从熔盐取出,冷却,放入去离子水中,多次清洗除去熔盐,干燥后得到超级电容器用活性炭粉,封装。
2.如权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,所述的步骤1中,所述的压片,压片压力为2~4MPa,保压时间为0.5~2min。
3.如权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,所述的步骤2的(1)中,所述的泡沫镍的质量纯度≥99.9wt.%;所述的铁丝的直径为0.3±0.01mm;所述的不锈钢丝集流体的直径为2.0±0.1mm。
4.如权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,所述的步骤2的(2)中,将碳酸钠和碳酸钾除去水分和杂质的方法为,将碳酸钠和碳酸钾置于反应器中,在750~800℃,压力8~12MPa,干燥10~15h。
5.如权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,按摩尔比:碳酸钠:碳酸钾=59:41。
6.如权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法,其特征在于,所述的步骤4中,电解温度比熔化温度多30℃~50℃。
7.一种超级电容器用活性炭电极材料,其特征在于,该超级电容器用活性炭电极材料按权利要求1所述的基于熔盐利用煤制备超级电容器用活性炭粉的方法制得。
8.一种超级电容器,包括正极、负极和电解液,其特征在于,所述的正极,负极均可采用权利要求7所述的超级电容器用活性炭电极材料。
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