[发明专利]一种用于快放电单元的脉冲电容器

权利要求书

1.一种用于快放电单元的脉冲电容器，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将原料煤与活化剂KOH按一定的质量比混合，加少量去离子水搅拌均匀，室温浸渍一定时间后置于镍制反应釜中；

S2、在高纯氮气气氛保护下，以5-30℃/min的升温速率升温至180℃，在180℃下恒温脱水0.8-1h，然后继续升温至预先设定的活化温度，活化一定时间后自然冷却至室温；

S3、收集活化料，用5mol/L的盐酸浸泡24h，然后用去离子水洗至中性，150℃下干燥2h即得活性炭产品。

S4、将活性炭、导电炭黑和聚四氟乙烯乳液以一定质量比混合，加入适量乙醇破粘；

S5、将S4中的混合物在玛瑙研钵中将混合物进行充分研磨，使黏结剂和导电炭黑在活性炭中分散均匀；

S5、将S5中研磨完毕的物料在10MPa下将其压制成圆片状电极，电极截面积为1.3cm²，单电极活性炭的用量约为17mg。

S6、将两个质量基本相等的活性炭电极，制备成无机电解液体系和有机电解液体系；

S7、对于无机电解液体系，采用聚丙烯作隔膜，3mol/L KOH为电解液，在聚四氟乙烯模具中组装成电极片；

S8、对于有机电解液体系，采用玻璃纤维作隔膜，1mol/L(C₂H₅)₄NBF₄溶液为电解液，将电极密封在铝塑膜袋中组装成电极片；

S9、将上述制备的两电极片进行真空干燥，之后进行组装；

S10、对组装完毕的电容器进行恒电流充放电测试和循环伏安测试。

2.根据权利要求1所述的一种用于快放电单元的脉冲电容器，其特征在于：所述S9中的组装操作在充满氢气的真空手套箱中进行，以防电解液吸收水分。

3.根据权利要求1所述的一种用于快放电单元的脉冲电容器，其特征在于：所述S7和S8两种体系中的电极和隔膜在组装成电极片前，都在电解液中进行真空浸泡，以去除电极材料孔中的气体。

4.根据权利要求1所述的一种用于快放电单元的脉冲电容器，其特征在于：所述S4中的质量比为活性炭、导电炭黑和聚四氟乙烯乳液＝85：10：5。

5.根据权利要求1所述的一种用于快放电单元的脉冲电容器，其特征在于：所述恒电流充放电测试是使处于特定充电或放电状态下的被测电极或电容器在恒电流条件下充放电，同时考察其电位随时间的变化，从而研究电极或电容器的性能，继而计算其比电容。其充放电电压范围分别为0.05-0.9V和0.05-2.5V，电流范围为0.85-85mA，不同电流密度下循环充放电10次以上。当模拟电容器正负极活性炭含量相同时，其单电极质量比电容由下式计算：

C_m＝2(I×Δt)/(m×ΔV)

式中：I为放电电流；m为单电极中活性炭的质量；ΔV为放电时Δt时间间隔内电压的变化；Δt/ΔV由恒流放电曲线斜率的倒数求得。

根据活性炭单电极质量比电容C_m，由以下公式可以计算出面积比电容C_s和体积比电容C_v；

C_s＝C_m/S_BBT

C_v＝C_m×ρ

式中：C_m为质量比电容，S_BBT为比表面积，C_s为面积比电容，C_v体积比电容，ρ活性炭电极的成型密度。