[发明专利]一种模板法制备双电层电容器活性炭的方法

说明书

本申请涉及一种模板法制备双电层电容器活性炭的方法，包括：采用纳米碳酸盐作为模板剂，低软化点碳前驱体材料为碳源，金属氢氧化物为活化剂；将所述碳源、所述模板剂、所述活化剂置于同一反应容器中搅拌并固化，形成固化料；将所述固化料置于活化炉中进行活化，获得活化产物；采用浓酸对所述活化产物进行酸煮；对酸煮后的所述活化产物进行水洗至中性；对水洗后的所述活化产物进行过滤、烘干并破碎得到所述双电层电容器活性炭；其中，所述低软化点的取值范围为小于380℃。其有提高中孔含量及、增大比表面积、减少工序、节约时间、降低成本的作用。

技术领域

本公开涉及炭电材料制备领域，尤其涉及一种模板法制备双电层电容器活性炭的方法。

背景技术

以往的模板法制备电极材料活性炭，工艺比较繁杂、时间冗长、效率低、成本高，特别是碳化工序，由于处于封闭的炉内，需要严格控制升温速率，如果升温速度快，碳材料熔融后，受热猛烈而膨胀，熔融液溢出容器流入炉内，造成物料大量损失甚至完全损失，如果升温速度慢，又带来固化时间长的问题，因此必须与碳前驱体材料相适应的熔融膨胀而不溢出的温度，很难掌控，而且熔融包裹依赖于炭前驱体体熔融体本身的流动，其粘度大，混合均匀性差，混合充分度极大欠缺。洗出模板后的碳化料需要进一步活化来提高比表面积，还需要将该中间炭材料与碱金属活化剂进行混合，入炉活化。在此阶段，活化剂也会受热熔融，又会像第一次熔融固化过程一样再重复一次，如氢氧化钾类活化剂，会比碳化过程熔融时受热膨胀更大，同时由于会有反应的发生，产生气体，出现溢锅现象。溢出物在高温下会严重腐蚀加热炉的炉壁与炉体，另外由于发生溢出，实际活化剂减少，并且各物料混合不匀，活化制备的电极材料活性炭质量也不够好。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种模板法制备双电层电容器活性炭的方法，其有提高中孔含量及增大比表面积、减少工序、节约时间、降低成本的作用。

根据本公开的一方面，提供了一种模板法制备双电层电容器活性炭的方法，包括：采用纳米碳酸盐作为模板剂，低软化点碳前驱体材料为碳源，金属氢氧化物为活化剂；

将所述碳源、所述模板剂、所述活化剂置于同一反应容器中搅拌并固化，形成固化料；

将所述固化料置于活化炉中进行活化，获得活化产物；

采用浓酸对所述活化产物进行酸煮；

对酸煮后的所述活化产物进行水洗至中性；

对水洗后的所述活化产物进行过滤、烘干并破碎得到所述双电层电容器活性炭；

其中，所述低软化点的取值范围为小于380℃。

在一种可能的实现方式中，将所述碳源、所述模板剂、所述活化剂置于同一反应容器中搅拌并固化，形成固化料，包括：

将所述碳源置于所述反应容器内，加热至所述碳源呈熔融态；

搅拌呈熔融态的所述碳源，并在搅拌过程中加入所述模板剂，以使所述碳源与所述模板剂混合均匀；

在搅拌过程中加入所述活化剂，并将所述反应容器的加热温度升温至第一设定温度，以使所述碳源和所述活化剂均呈熔融态并包围所述模板剂颗粒；

控制所述反应容器的加热温度上升至第二设定温度，以使所述碳源和所述活化剂固化，形成所述固化料；

其中，所述反应容器为带有搅拌器的反应釜。

在一种可能的实现方式中，所述第一设定温度为380℃；

所述第二设定温度大于或等于450℃；

其中，在搅拌过程中分多次加入所述活化剂时，所述活化剂按照预设速率逐渐加入至所述反应容器内。

在一种可能的实现方式中，所述第二设定温度大于或等于480℃。