[发明专利]炭气凝胶制备方法、电极片及其制备方法以及超级电容器

权利要求书

1.一种炭气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将间苯二酚和甲醛溶于分散剂中，加入环六次甲基四胺，形成混合溶液；

静置所述混合溶液以形成凝胶，经溶剂置换得有机湿凝胶；

将所述有机湿凝胶干燥处理形成有机气凝胶；

将所述有机气凝胶炭化处理后，置于二氧化碳气氛中活化处理，得炭气凝胶；

其中，所述分散剂为乙醇溶液；

所述将所述有机湿凝胶干燥处理形成有机气凝胶的步骤包括：

将所述有机湿凝胶置于干燥箱中，先以1.5℃/min的升温速率从25℃升温至80℃后，在该温度下恒温干燥8h，然后以2℃/min的升温速率继续升温至140℃并在该温度下保温8h，得有机气凝胶；或者，

将所述有机湿凝胶置于干燥箱中，先以1.2℃/min的升温速率从20℃升温至73℃后，在该温度下恒温干燥7h，然后以1.8℃/min的升温速率继续升温至130℃并在该温度下保温6h，得有机气凝胶。

2.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将间苯二酚和甲醛溶于分散剂中，加入环六次甲基四胺，形成混合溶液的步骤中，

所述乙醇溶液的体积分数为85(v/v)％～90(v/v)％；和/或，

所述乙醇溶液中含有的乙醇与间苯二酚的摩尔比为1：(1～3)；和/或，

所述间苯二酚与所述环六次甲基四胺的质量比为(18～20)：1；和/或，

所述间苯二酚与所述甲醛的摩尔比为(2～5)：1。

3.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，所述静置所述混合溶液以形成凝胶，经溶剂置换得有机湿凝胶的步骤包括：

将所述混合溶液于20～30℃温度下静置20～24h后，转移至70～85℃温度下静置5～7天，形成凝胶；

将所述凝胶浸泡于丙酮中4～6天，期间每隔20～28h更换一次丙酮，得有机湿凝胶。

4.如权利要求1所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，所述将所述有机气凝胶炭化处理后，置于二氧化碳气氛中活化处理，得炭气凝胶的步骤包括：

在惰性气体保护下，将所述有机气凝胶升温至900～1100℃炭化处理4～6h；

在二氧化碳保护下，将炭化处理后的所述有机气凝胶升温至1000～1200℃活化处理1～2h，冷却后形成炭气凝胶。

5.如权利要求4所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，所述在惰性气体保护下，将所述有机气凝胶升温至900～1100℃炭化处理4～6h的步骤中，

通入所述惰性气体的流速为80～100mL/min；和/或，

所述炭化处理的升温速率为2～3℃/min。

6.如权利要求4所述的炭气凝胶的制备方法，其特征在于，所述在二氧化碳保护下，将炭化处理后的所述有机气凝胶升温至1000～1200℃活化处理1～2h，冷却后形成炭气凝胶的步骤中，升温速率为5～8℃/min。

7.一种电极片，其特征在于，包括如下重量份数的原料：如权利要求1至6任一项所述的炭气凝胶制备方法制得的炭气凝胶18～22份以及质量分数为50％～70％的聚四氟乙烯溶液1～1.2份。

8.一种如权利要求7所述的电极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将如权利要求1至6任一项所述的炭气凝胶制备方法制得的炭气凝胶粉碎处理后，过100～200目筛，得炭气凝胶粉；

将所述炭气凝胶粉、聚四氟乙烯溶液以及无水乙醇混合并搅拌均匀，得混合物；

将所述混合物于60～80℃下烘烤至所述混合物呈糊状；

将糊状的所述混合物压制成片后，于110～120℃下干燥处理，得电极薄片；

于8～10MPa下，将所述电极薄片压在泡沫镍集流体上，得电极片。

9.一种超级电容器，其特征在于，包括如权利要求7所述的电极片。