[发明专利]提高储能器件用的碳电极材料振实密度的制备方法

说明书

本发明公开了提高储能器件用的碳电极材料振实密度的制备方法，制备工艺包括碳电极材料制备、碳电极材料加工处理、超高压技术处理。在现有的锂离子电池和超级电容器等储能器件用的碳电极材料中运用本发明涉及的超高压技术处理方法，能令市场销售的碳电极材料中的振实密度、压实密度、体积比电容量分别有不同程度的提高，制得的碳电极材料可以比目前市面上同等产品具有更高的经济效益。

技术领域

本发明涉及储能器件技术领域，特别涉及于提高储能器件用的碳电极材料振实密度的制备方法。

背景技术

随着用电设备对锂离子电池和超级电容器等储能器件的容量要求的不断提高，人们对于储能器件能量密度提升的期望越来越高。为了解决这个问题，现有技术已在锂离子电池和超级电容器上使用碳电极材料提高储能器件的能量密度。碳电极材料包括硬炭(硅炭负极)或中间相炭微球和超级电容器专用活性炭等材料，但是由于碳电极材料存在振实密度不够大导致体积比电容量不够大的问题。因此，如何在同等碳电极材料的情况下，提高碳电极材料的振实密度和体积比电容量是储能器件行业重要的研发方向。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明的目的是提供提高储能器件用的碳电极材料振实密度的制备方法，其克服了现有技术中储能器件用的碳电极材料，在制备后存在振实密度不够大、体积比电容量不够大的问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明公开了这样提高储能器件用的碳电极材料振实密度的制备方法，包括下列工序：

1)碳电极材料制备；

2)碳电极材料加工处理；

3)超高压技术处理：将步骤2)处理好的碳电极材料运用超高压技术，在 20-630MPa的环境下，加压5-20min。

优选地，所述步骤1)中的碳电极材料包括硬碳、中间相炭微球、超级电容器用的第一类活性炭、超级电容器用的第二类活性炭。

优选地，所述步骤2)碳电极材料加工处理环节包括将步骤1)中的碳电极材料粉碎，粉碎后进行真空包装处理。对于不同的碳电极材料，在粉碎与真空包装之间还有参入其他工序，以方便更好的整合加工，真空包装只要令材料处于抽实的状态即可。

优选地，所述硬碳的制备处理包括以下步骤：①筛选6-100目颗粒大小的生物质壳经过质量浓度为0.1-10％的盐酸去除灰分；②进行干燥处理，令干燥后的碳电极材料的水分＜5％，；③送入400-1000℃的温度下进行炭化反应。

优选地，所述中间相炭微球的制备处理包括以下步骤：①对煤沥青精制处理；②将煤沥青焦油在高温反应釜内设定0.2-10MPa进行液相炭化，设定操作温度为 300-500℃，高压反应釜转速为100-400rpm；③将②中所得的热聚合沥青在加入喹啉后，按质量比为(1-6):1，并于50-80℃搅拌后抽滤得到滤饼；④将滤饼送入400-1000℃的温度下进行炭化反应。

优选地，所述超级电容器用的第一类活性炭的制备处理包括以下步骤：①筛选生物质壳炭化料加入1-5％质量浓度的强碱洗涤，洗净取出后浸入0.1-10％质量浓度的盐酸洗涤；②将洗后的材料送入烘干装置中烘干，设定烘干温度为180℃；③置入气体活化剂中，在800-1200℃的环境下进行活化；④再次经过1-5％质量浓度的强碱洗涤，洗净取出后浸入0.1-10％质量浓度的盐酸洗涤；⑤再次在180℃的温度下烘干。