一种用于非对称电容电池的电容电极制备方法与流程

本发明涉及蓄电池领域，特别涉及一种用于非对称电容电池的电容电极制备方法。

背景技术：

非对称电容电池由于兼具电容的低内阻，可快速充放电优势，与电化学电池单位体积储电量大的优势而倍受关注；澳大利亚联邦科学及工业研究组织的发明专利“高性能贮能装置”（200910002836.4），美国约翰逊控制技术公司的发明专利“电功率存储设备”（200980146053.1），中国科学院兰州化学物理研究所的发明专利“一种具有超长循环稳定性非对称超级电容器及其制备方法”（201610192651.4）都公开了一种非对称电容电池的制备方法；只是现在公开的这些非对称电容电池的电容电极均采用粉末状活性炭类多孔隙材料与粘合剂混合后涂在集电极上构成，由于粘合剂堵塞孔隙将大幅降低电容电极的比表面积；为此有必要开发新的非对称电容电池的电容电极制备方法。

技术实现要素：

本发明的一种用于非对称电容电池的电容电极制备方法，其特征是利用含炭源的生物质三维自支撑材料直接炭化活化成三维自支撑多孔炭材料，经表面改性用作电容电极；具体工艺流程如下：

1.裁切含炭源的生物质三维自支撑材料，其尺寸符合生成三维自支撑多孔炭材料收缩后用作电容电极尺寸；

2.将上述1.工艺裁切好的含炭源的生物质三维自支撑材料浸泡活化剂；

3.将上述2.工艺浸泡好活化剂的含炭源的生物质三维自支撑材料干燥；

4.将上述3.工艺干燥的含炭源的生物质三维自支撑材料放在微波炉中加热，完成炭化活化成三维自支撑多孔炭材料；

5.将上述4.工艺己完成炭化活化的含炭源的生物质三维自支撑材料，即三维自支撑多孔炭材料在纯净水中洗脱活化剂；

6.将上述5.工艺己脱活化剂的三维自支撑多孔炭材料第二次充分干燥；

7.将上述6.工艺己第二次充分干燥的三维自支撑多孔炭材料表面改性降低电阻，增加膺电容活性点；

8.将上述7.工艺已表面改性的三维自支撑多孔炭材料制作低电阻的引出集电极，

9.将上述8工艺制作好低电阻的引出集电极的三维自支撑多孔炭材料用水刀切割出引出电极；至此完成非对称电容电池的电容电极制备。

附图说明

附图1中的1-1是用作非对称电容电池的电容电极的直接炭化活化成三维自支撑多孔炭材料的实物照片；1-2是三维自支撑多孔炭材料的显微照片；附图2是非对称电容电池的电容电极结构示意图。

具体实施方式

以下对一种用于非对称电容电池的电容电极制备方法作进一步描述，但不是对本发明的一种限制。

一种用于非对称电容电池的电容电极制备方法，其特征是利用含炭源的生物质三维自支撑材料直接炭化活化成三维自支撑多孔炭材料，经表面改性用作电容电极；具体工艺流程如下：

10.裁切含炭源的生物质三维自支撑材料，其尺寸符合生成三维自支撑多孔炭材料收缩后用作电容电极尺寸；所述含炭源的生物质三维自支撑材料采用己商品化的中密度纤维板生产设备与工艺，制备平板状中密度纤维板，纤维原料选择竹纤维，木纤维，甘蔗渣中一种；为抵消炭化收缩率，设产出电容电极的各三维尺寸为100%，含炭源的生物质三维自支撑材料的裁切各三维尺寸是产出电容电极的120-130%；

11.将上述10.工艺裁切好的含炭源的生物质三维自支撑材料按活性炭行业己通用的浸泡工艺浸泡活化剂；活化剂选择硼酸，磷酸，氯化锌，氢氧化钾，碳酸钾中一种；

12.将上述11.工艺浸泡好活化剂的含炭源的生物质三维自支撑材料干燥至含水30-80%；干燥环境温度30-60⁰c；

13.将上述12.工艺干燥的含炭源的生物质三维自支撑材料放在微波炉中加热，完成炭化活化成三维自支撑多孔炭材料（2）；加热历时:6-7h,烧成温度从室温升至600-650⁰c,氮气压力0.04mpa；流量180m³/min;氧含量4-8%;

14.将上述13.工艺己完成炭化活化的含炭源的生物质三维自支撑材料，即三维自支撑多孔炭材料（2)在纯净水中洗脱活化剂；

15.将上述14.工艺己脱活化剂的三维自支撑多孔炭材料(2)第二次充分干燥；干燥环境温度60-100⁰c；

16.将上述15.工艺己第二次充分干燥的三维自支撑多孔炭材料(2）表面改性降低电阻，增加膺电容活性点；表面改性方法：釆用磁控濺射技术在三维自支撑多孔炭材料表面沉积黄金/镍复合膜;

17.将上述16.工艺已表面沉积黄金/镍复膜三维自支撑多孔炭材料（2），制作低电阻的引出集电极（1）;制作低电阻的引出集电极（1)方法：法拉第液法电镀泡沫镍，泡沫镍镀层厚0.5-3mm;

18.将上述17工艺制作好低电阻的引出集电极的三维自支撑多孔炭材料（2）用水刀切割出引出电极（2-1）；至此完成非对称电容电池的电容电极制备。