一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)能源材料領(lǐng)域，特別是一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對能源問題的日益關(guān)注，超級電容器作為一種能量密度高、循環(huán)壽命長和安全性高的新型儲能裝置受到各國的重視。超級電容器又稱電化學(xué)電容器，其電極材料是最為關(guān)鍵部分，也是決定其性能的主要因素，因此開發(fā)具有優(yōu)異性能的電極材料是超級電容器研宄的核心問題。銀錫合金具有機械強度高、導(dǎo)電性能好，超電壓低、節(jié)省電能、壽命長等優(yōu)點，附著在炭基電極材料的表面能夠提高電導(dǎo)率、穩(wěn)定性、電化性能等的作用，并且還摻雜四氧化三鈷使電容器具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，本發(fā)明的電極材料可作為一種新型的電極材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料及其制備方法。
[0004]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，由下列重量份的原料制成:銀錫合金1-2、四氧化三鈷2-3、硅酸亞鐵鋰2-3、納米硫化鎳1-2、氧化鉿1-2、改性廢棄PVC基活性炭110-120、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2、蒸餾水10-15、羧甲基纖維素1_2 ；
所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:硫酸鈉2-3、硫酸鋁鉀1-2、電氣石2-3、氨丙基三乙氧基硅烷2-3、硬脂酸鈣1-2、氮化鋁粉1-2、氧化石墨烯1_2、廢棄PVC材料400-500、氫氧化鈣15-25、20%的硫酸30-50 ;制備方法是將廢棄PVC材料破碎、篩分后得到粒徑在5-10mm的粒料，將所得粒料和氫氧化鈣通入炭化爐中，通入預(yù)熱至300° C的水蒸氣，迅速升高溫度至800-900° C進行炭化、活化，冷卻至常溫后加到20%的硫酸中，于60-70° C下反應(yīng)3-5小時，再用去離子水洗滌至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物質(zhì)混合加熱至70-90° C攪拌反應(yīng)30-50分鐘，干燥后研磨即可。
[0005]本發(fā)明所述一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，由以下步驟具體制成:
(I)將蒸餾水、羧甲基纖維素和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至
50-60° C，形成漿料，噴霧干燥后備用；
(2 )將銀錫合金加熱至熔融和步驟(I)的產(chǎn)物及其余剩余物質(zhì)混合攪拌均勻，置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明利用廢棄的PVC制備電極材料活性炭，具有比表面積大、導(dǎo)電率高等優(yōu)點，對資源合理化利用，解決環(huán)境污染的問題，附著在炭基材料表面的銀錫合金提高電極的電導(dǎo)率、穩(wěn)定性、電化性能等作用，摻雜的四氧化三鈷使電容器具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，本發(fā)明的電極材料可作為一種新型的電極材料。
[0007]具體實施方案
下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0008]一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:銀錫合金2、四氧化三鈷3、硅酸亞鐵鋰3、納米硫化鎳1、氧化鉿2、改性廢棄PVC基活性炭120、鈦酸酯偶聯(lián)劑2、蒸餾水14、羧甲基纖維素2 ;
所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份(公斤)的原料制成:硫酸鈉2、硫酸鋁鉀1、電氣石2、氨丙基三乙氧基硅烷2、硬脂酸鈣1、氮化鋁粉2、氧化石墨烯2、廢棄PVC材料500、氫氧化鈣20、20%的硫酸45 ;制備方法是將廢棄PVC材料破碎、篩分后得到粒徑在5-10mm的粒料，將所得粒料和氫氧化鈣通入炭化爐中，通入預(yù)熱至300° C的水蒸氣，迅速升高溫度至800-900° C進行炭化、活化，冷卻至常溫后加到20%的硫酸中，于60-70° C下反應(yīng)3-5小時，再用去離子水洗滌至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物質(zhì)混合加熱至70-90° C攪拌反應(yīng)30-50分鐘，干燥后研磨即可。
[0009]本發(fā)明所述一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，由以下步驟具體制成:
(I)將蒸餾水、羧甲基纖維素和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至
50-60° C，形成漿料，噴霧干燥后備用；
(2 )將銀錫合金加熱至熔融和步驟(I)的產(chǎn)物及其余剩余物質(zhì)混合攪拌均勻，置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
[0010]以實施例中的電極材料和導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照比例混合，加入少量的無水乙醇混合均勻，均勻涂抹在不銹鋼網(wǎng)集流體上真空干燥，以飽和甘汞電極為參比電極，聚四氟乙烯為隔膜，以6mol/l的KOH電解質(zhì)水溶液為電解液，在1.2-2.5V的范圍內(nèi)，在恒流(5mA)下進行循環(huán)測試，容量:1.73F,內(nèi)阻:1.6Ω.m，循環(huán)容量保持率(％):98.8。
【主權(quán)項】
1.一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:銀錫合金1-2、四氧化三鈷2-3、硅酸亞鐵鋰2-3、納米硫化鎳1-2、氧化鉿1_2、改性廢棄PVC基活性炭110-120、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2、蒸餾水10-15、羧甲基纖維素1_2 ; 所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:硫酸鈉2-3、硫酸鋁鉀1-2、電氣石2-3、氨丙基三乙氧基硅烷2-3、硬脂酸鈣1-2、氮化鋁粉1-2、氧化石墨烯1_2、廢棄PVC材料400-500、氫氧化鈣15-25、20%的硫酸30-50 ;制備方法是將廢棄PVC材料破碎、篩分后得到粒徑在5-10mm的粒料，將所得粒料和氫氧化鈣通入炭化爐中，通入預(yù)熱至300° C的水蒸氣，迅速升高溫度至800-900° C進行炭化、活化，冷卻至常溫后加到20%的硫酸中，于60-70° C下反應(yīng)3-5小時，再用去離子水洗滌至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物質(zhì)混合加熱至70-90° C攪拌反應(yīng)30-50分鐘，干燥后研磨即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，其特征在于，由以下步驟具體制成: (I)將蒸餾水、羧甲基纖維素和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至50-60° C，形成漿料，噴霧干燥后備用； (2 )將銀錫合金加熱至熔融和步驟(I)的產(chǎn)物及其余剩余物質(zhì)混合攪拌均勻，置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻雜銀錫合金的復(fù)合活性炭電極材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：銀錫合金1-2、四氧化三鈷2-3、硅酸亞鐵鋰2-3、納米硫化鎳1-2、氧化鉿1-2、改性廢棄PVC基活性炭110-120、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2、蒸餾水10-15、羧甲基纖維素1-2；本發(fā)明利用廢棄的PVC制備電極材料活性炭，具有比表面積大、導(dǎo)電率高等優(yōu)點，對資源合理化利用，解決環(huán)境污染的問題，附著在炭基材料表面的銀錫合金提高電極的電導(dǎo)率、穩(wěn)定性、電化性能等作用，摻雜的四氧化三鈷使電容器具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，本發(fā)明的電極材料可作為一種新型的電極材料。
【IPC分類】H01G11-30, H01G11-34, H01G11-46
【公開號】CN104867686
【申請?zhí)枴緾N201510155405
【發(fā)明人】褚詩泉, 駱方勇, 周池蓮
【申請人】安徽江威精密制造有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月2日