一種扣式雙電層電容器的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料化學(xué)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種扣式雙電層電容器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膨脹石墨(EP)又稱柔性石墨，是純石墨的一個分支。以天然鱗片石墨為原料，先經(jīng)過化學(xué)處理生成石墨插層化合物，經(jīng)水洗干燥后即為可膨脹石墨，再經(jīng)高溫處理制成膨脹石墨。膨脹石墨既保持了石墨原有的優(yōu)良特性，同時又克服了天然石墨硬而脆的缺陷，并具有新的柔韌性。膨脹石墨復(fù)合法通常用于提高高分子材料的導(dǎo)電性，即把膨脹石墨添加到高分子材料基體中形成多相復(fù)合材料，它具有質(zhì)量輕、易成型、成本低的特點，并可在大范圍內(nèi)通過調(diào)節(jié)膨脹石墨的用量來改變材料的電性能。隨著膨脹石墨含量的增加，導(dǎo)電粒子之間的距離變小，最終產(chǎn)生了可以讓電子自由運動的導(dǎo)電通道，形成了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，即當(dāng)加入足夠量的導(dǎo)電組分時，就達(dá)到了滲域濾理論中的滲域濾值，也就是在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)所需的最小值。目前，復(fù)合材料領(lǐng)域的研究重點主要在高分子材料體系，研究的目的是通過復(fù)合導(dǎo)電物質(zhì)使得本身絕緣的高分子材料具有導(dǎo)電性，并通過改變填料的比例來改善復(fù)合材料的導(dǎo)電性能；而對于載炭材料，利用膨脹石墨復(fù)合法來研究其復(fù)合材料電性能的變化鮮見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提出一種膨脹石墨復(fù)合法來作為基礎(chǔ)制備雙電層電容器的制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種扣式雙電層電容器的制備方法，采用如下步驟:
步驟1:膨脹石墨的制備:
在攪拌和冷卻的情況下，配制濃硫酸-濃硝酸混合液，并將其倒入裝有天然鱗片石墨的燒杯中，靜置24h，將石墨濾出，水洗至pH值大于5，在85°C烘干2h ;將干燥好的石墨快速膨脹lmin，即得膨脹石墨。
[0005]步驟2:膨脹石墨/活性炭復(fù)合材料的制備:
將活性炭粉末與膨脹石墨在燒杯中混合，在攪拌條件下滴加無水乙醇，將固體粉末混合物浸潤，然后進行超聲波振蕩處理.真空90°C干燥20h后，即得膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料。
[0006]步驟3:扣式雙電層電容器的制備:
將上述膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)混合，滴加無水乙醇后調(diào)至漿狀，在70°C干燥2h，將固體混合物與泡沫鎳壓制成面積為Icm2的圓形電極片；將2個質(zhì)量相等的電極片面對面放置，以KOH水溶液為電解液，組裝成扣式電容器。
[0007]優(yōu)選地，所述的濃硫酸-濃硝酸混合液的配比為體積比4:1。
[0008]優(yōu)選地，所述的膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)的混合質(zhì)量比為0.85:0.1:0.05。
[0009]或者優(yōu)選地，所述的將固體混合物與泡沫鎳壓制時的壓力為lOMPa。
[0010]或者優(yōu)選地，所述的KOH水溶液的質(zhì)量比為30%。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
本發(fā)明膨脹石墨孔隙尺寸匹配的活性炭微球及石油焦基活性炭在膨脹石墨模板中的分散狀況較好，優(yōu)于小粒徑的椰殼基活性炭，顆粒周圍存在大量的導(dǎo)電石墨片層，在大電流放電條件下依然可以保持較高的比電容，比電容下降率低于7 %。制備的扣式雙電層電容器性能優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0012]一種扣式雙電層電容器的制備方法，采用如下步驟:
步驟1:膨脹石墨的制備:
在攪拌和冷卻的情況下，配制濃硫酸-濃硝酸混合液，并將其倒入裝有天然鱗片石墨的燒杯中，靜置24h，將石墨濾出，水洗至pH值大于5，在85°C烘干2h ;將干燥好的石墨快速膨脹lmin，即得膨脹石墨。
[0013]步驟2:膨脹石墨/活性炭復(fù)合材料的制備:
將活性炭粉末與膨脹石墨在燒杯中混合，在攪拌條件下滴加無水乙醇，將固體粉末混合物浸潤，然后進行超聲波振蕩處理.真空90°C干燥20h后，即得膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料。
[0014]步驟3:扣式雙電層電容器的制備:
將上述膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)混合，滴加無水乙醇后調(diào)至漿狀，在70°C干燥2h，將固體混合物與泡沫鎳壓制成面積為Icm2的圓形電極片；將2個質(zhì)量相等的電極片面對面放置，以KOH水溶液為電解液，組裝成扣式電容器。
[0015]其中，濃硫酸-濃硝酸混合液的配比為體積比4:1。膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)的混合質(zhì)量比為0.85:0.1:0.05。固體混合物與泡沫鎳壓制時的壓力為lOMPa。KOH水溶液的質(zhì)量比為30%。
【主權(quán)項】
1.一種扣式雙電層電容器的制備方法，其特征在于:采用如下步驟: 步驟1:膨脹石墨的制備: 在攪拌和冷卻的情況下，配制濃硫酸-濃硝酸混合液，并將其倒入裝有天然鱗片石墨的燒杯中，靜置24h，將石墨濾出，水洗至pH值大于5，在85°C烘干2h ;將干燥好的石墨快速膨脹lmin，即得膨脹石墨； 步驟2:膨脹石墨/活性炭復(fù)合材料的制備: 將活性炭粉末與膨脹石墨在燒杯中混合，在攪拌條件下滴加無水乙醇，將固體粉末混合物浸潤，然后進行超聲波振蕩處理.真空90°C干燥20h后，即得膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料； 步驟3:扣式雙電層電容器的制備: 將上述膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)混合，滴加無水乙醇后調(diào)至漿狀，在70°C干燥2h，將固體混合物與泡沫鎳壓制成面積為Icm2的圓形電極片；將2個質(zhì)量相等的電極片面對面放置，以KOH水溶液為電解液，組裝成扣式電容器。
2.如權(quán)利要求1一種扣式雙電層電容器的制備方法，其特征在于:所述的濃硫酸-濃硝酸混合液的配比為體積比4:1。
3.如權(quán)利要求1一種扣式雙電層電容器的制備方法，其特征在于:所述的膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)的混合質(zhì)量比為0.85:0.1:0.05。
4.如權(quán)利要求1一種扣式雙電層電容器的制備方法，其特征在于:所述的將固體混合物與泡沫鎳壓制時的壓力為lOMPa。
5.如權(quán)利要求1一種扣式雙電層電容器的制備方法，其特征在于:所述的KOH水溶液的質(zhì)量比為30%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料化學(xué)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種扣式雙電層電容器的制備方法。一種扣式雙電層電容器的制備方法，采用如下步驟：配制濃硫酸-濃硝酸混合液，倒入裝有天然鱗片石墨的燒杯中，靜置24h，濾出石墨，水洗至pH值大于5，烘干；快速膨脹lmin。將活性炭粉末與膨脹石墨混合，攪拌下滴加無水乙醇，浸潤，超聲波振蕩，真空干燥，即得膨脹石墨/活性炭(EP/AC)復(fù)合材料。將上述成品與導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯混合，滴加無水乙醇調(diào)至漿狀，干燥，將固體混合物與泡沫鎳壓制電極片;電極片面對面放置，以KOH水溶液為電解液，組裝成扣式電容器。本發(fā)明在大電流放電條件下可以保持較高的比電容，比電容下降率低于7％。制備的扣式雙電層電容器性能優(yōu)良。
【IPC分類】H01G11-84, H01G11-86
【公開號】CN104658769
【申請?zhí)枴緾N201410756756
【發(fā)明人】白曉東
【申請人】白曉東
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月11日