[發明專利]一種活性炭電極的制備方法

在審

• 申請號: 201510555786.8
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105097136A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 陳曦;黨斐;楊哲;趙煒;楊鵬飛;閆淵
• 申請（專利權）人: 陳曦
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明涉及電極的制作工藝，具體涉及到活性炭電極的制作工程。

背景技術

在能源領域上，廢熱回收可以將廢熱轉化為電能，對解決能源問題具有很大的意義。傳統的廢熱回收是基于塞貝克效應，使用熱電材料實現能量轉換。但利用此方法實現能量轉換的效率比較低，對溫度要求也比較高，成本比較高。

隨著納米技術的發展，一種高效和低成本的廢熱回收系統受到了人們的注意。液體進入納米材料的孔隙中，液體和納米材料之間存在獨特的固液耦合特性。基于此特性，將納米多孔材料作為電極可以實現高效的能量轉換。常用的納米多孔材料主要有活性炭、碳納米管等。碳納米管作為電極應用于廢熱回收，由于碳納米管的價格相對較高，成本比較高，制作工藝比較復雜。使用活性炭做電極應用于廢熱回收，活性炭粉末價格便宜，因此制作成本比較低。此外，活性炭巨大的表面積和復雜的孔隙結構，可以更加高效地實現能量轉換。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種活性炭電極的制備方法，本發明制備方法易于操作，制作成本低，制作周期比較短；本制備方法制備的活性炭電極可以更加高效的實現能量轉換。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種活性炭電極的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將粘結劑和N-甲基吡咯烷酮按照質量比1:30制備第一溶液，制備環境溫度為70-110℃；

步驟2：將導電劑和活性炭粉末充分研磨后，按照質量比3:20充分混合得到混合物；

步驟3：將步驟2制備的混合物溶解于步驟1制備的第一溶液中，使得活性炭粉末、導電劑和粘結劑的質量比為20:3:2，制備粘稠狀混合物，制備環境溫度為45-75℃；

步驟4：將粘稠狀混合物壓成圓柱形，并在干燥箱干燥，即得到活性炭電極。

所述粘結劑為聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。

所述導電劑為導電炭黑或乙炔黑。

步驟4所述干燥溫度為70-80℃，干燥時間為12h。

和現有技術相比較，本發明具備如下優點：本發明制備方法流程簡單，制備過程中只需要加熱儀器和干燥箱，易于操作。此外，由于活性炭的價格比較低。整個制備過程只需要13h左右，制作周期比較短。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例一

本實施例一種活性炭電極的制備方法，包括如下步驟：

(a)使用電子秤按照質量比為20:3:2分別稱量活性炭粉末、乙炔黑和聚偏氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，將聚偏氟乙烯在80℃的條件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)將乙炔黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)將(c)得到的混合物在50℃的條件下溶解在第一溶液，溶解過程中需要充分攪拌，得到粘稠狀的混合物。

(e)將粘稠狀的混合物壓成圓柱形，然后放在75℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭電極。

實施例二

(a)使用電子秤按照質量比為20:3:2分別稱量活性炭粉末、導電炭黑和聚氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，將聚氟乙烯在90℃的條件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)將導電炭黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)將(c)得到的混合物在60℃的條件下溶解在第一溶液，溶解過程中需要充分攪拌，得到粘稠狀的混合物。

(e)將粘稠狀的混合物壓成圓柱形，然后放在70℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭電極。

實施例三

(a)使用電子秤按照質量比為20:3:2分別稱量活性炭粉末、導電炭黑和聚偏氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，將聚偏氟乙烯在95℃的條件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)將導電炭黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)將(c)得到的混合物在65℃的條件下溶解在第一溶液，溶解過程中需要充分攪拌，得到粘稠狀的混合物。

(e)將粘稠狀的混合物壓成圓柱形，然后放在80℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭電極。