一種利用含鎳酚醛基碳球制備碳材料電極的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用含鎳酚醛基碳球制備碳材料電極的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和化學(xué)電源之間的一種新型的儲(chǔ)能器件，是一種新型能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置，因其具有容量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、可快速充放電等優(yōu)點(diǎn)，引起了研究人員的廣泛關(guān)注。按照儲(chǔ)能機(jī)理的不同可以分為兩類:雙電層電容器和法拉第贗電容器。電極材料對(duì)電化學(xué)電容器的性能有著巨大的影響，選擇合適的電極材料，可以使電容器具有較高的工作電壓以及較高的能量密度。它具有充電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率特性好、溫度范圍寬、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。在很多領(lǐng)域收到廣泛關(guān)注。而電極材料是超級(jí)電容器的核心部件，是超級(jí)電容器研究中最核心的課題。電極材料包括孔碳材料及其復(fù)合材料、導(dǎo)電聚合物材料和金屬氧化物電極材料。
[0003]碳材料是最早用于超級(jí)電容器的電極材料。與其他電極材料相比，碳材料比表面積大、導(dǎo)電率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、耐腐蝕性強(qiáng)、價(jià)格低廉，因此被廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器的負(fù)極材料。但碳電極材料的比表面積與電容值之間并不是呈正比的，比表面利用率較低，比電容較低，并且內(nèi)阻較大，必然會(huì)影響到超級(jí)電容器的整體性能。對(duì)此，人們將研究重點(diǎn)集中在提高碳電極材料的比表面積利用率和降低其內(nèi)阻上?；钚蕴坷w維是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種多功能材料，是活性炭材料的第三代產(chǎn)品。活性炭纖維是一種典型的微孔碳，孔徑分布窄，有較大的比表面積、極大的表面能、導(dǎo)電率高、吸附脫附速度快、形狀多樣性等特點(diǎn)，可以制成活性炭纖維布、活性炭纖維氈等，是理想的電極材料，其應(yīng)用和開發(fā)前景被許多學(xué)者看好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有活性炭電極電容值低的問題，而提供一種利用含鎳酚醛基碳球制備碳材料電極的方法。
[0005]—種利用含鎳酚醛基碳球制備碳材料電極的方法是按以下步驟進(jìn)行:
[0006]—、將含鎳酚醛基微球放入溫度為700 °C?1000°C的管式爐中，然后向其中通氮?dú)膺M(jìn)行炭化，炭化時(shí)間為2h?6h，得到含鎳酚醛基碳球；
[0007]二、將步驟一得到的含鎳酚醛基碳球置于研缽中，加入蒸餾水研磨至糊狀后加入膠黏劑，得到糊狀物，然后將糊狀物涂覆于在泡沫鎳片表面上，在溫度為60°C的條件下置于鼓風(fēng)干燥箱中烘干4h，得到預(yù)制備電極材料；所述步驟一得到的含鎳酚醛基碳球與膠黏劑的質(zhì)量比為1: (0.1?0.01)；
[0008]三、將步驟二得到的預(yù)制備電極材料在雙棍機(jī)上壓制成厚度為0.8mm?1.2mm的薄片，即為碳材料電極。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]本發(fā)明通過兩步法制備的10 μπι?100 μπι的酸醛基微球，該負(fù)載金屬的酸醛球，長(zhǎng)期浸泡在堿液里面，金屬不易脫落，性能穩(wěn)定。鎳含量越高，制備的電極比電容值就越高，適合做超級(jí)電容器的工作電極。
【具體實(shí)施方式】
[0011]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種利用含鎳酚醛基碳球制備碳材料電極的方法是按以下步驟進(jìn)行:
[0012]—、將含鎳酚醛基微球放入溫度為700 °C?1000°C的管式爐中，然后向其中通氮?dú)膺M(jìn)行炭化，炭化時(shí)間為2h?6h，得到含鎳酚醛基碳球；
[0013]二、將步驟一得到的含鎳酚醛基碳球置于研缽中，加入蒸餾水研磨至糊狀后加入膠黏劑，得到糊狀物，然后將糊狀物涂覆于在泡沫鎳片表面上，在溫度為60°C的條件下置于鼓風(fēng)干燥箱中烘干4h，得到預(yù)制備電極材料；所述步驟一得到的含鎳酚醛基碳球與膠黏劑的質(zhì)量比為1: (0.1?0.01)；
[0014]三、將步驟二得到的預(yù)制備電極材料在雙棍機(jī)上壓制成厚度為0.8mm?1.2mm的薄片，即為碳材料電極。
[0015]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述含鎳酚醛基微球的制備方法是按以下步驟進(jìn)行:①、將間苯二酚、甲醛和鎳鹽放入蒸餾水中混勻，得到混合溶液A，然后在溫度為20°C?60°C和轉(zhuǎn)速為200r/min的條件下攪拌反應(yīng)1min?60min，得到混合溶液B ;所述間苯二酚與甲醛的摩爾比為1: (2?2.5);所述鎳鹽為醋酸鎳、甲酸鎳、硫酸鎳和氯化鎳中的一種或其中幾種的混合物；所述鎳鹽與間苯二酚的摩爾比為1: (0.1?1200);所述混合溶液A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%?60% 、向步驟①得到的混合溶液B加入表面活性劑和環(huán)己烷，在溫度為40°C?80°C和轉(zhuǎn)速為10r/min?900r/min的條件下攪拌，攪拌時(shí)間為I?5h，得到混合溶液C ;所述表面活性劑為SPan系表面活性劑；所述步驟①得到的混合溶液B與環(huán)己烷的體積比為1: (10?15);所述環(huán)己烷與表面活性劑的體積比為1: (0.001?0.2) !③、將步驟②得到的混合溶液C靜止6h?12h，倒出上層清液后，采用甲醇對(duì)剩余物質(zhì)進(jìn)行洗滌，然后離心1min?20min，再放入溫度為80°C的烘干箱中烘干12h，得到含鎳酚醛基微球。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟一中將含鎳酚醛基微球放入溫度為800°C的管式爐中。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟一中將含鎳酚醛基微球放入溫度為900°C的管式爐中。其他與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟二所述膠黏劑為四氟乙烯。其他與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟二中所述將糊狀物涂覆于在泡沫鎳片表面上，糊狀物的涂覆厚度為0.2mm?0.5mm。其他與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟三中將步驟二得到的預(yù)制備電