[發明專利]一種超級電容器電極用活性炭及其制備方法

在審

• 申請號: 201710266047.6
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107032350A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 韓初榆;韓琍君
• 申請（專利權）人: 廣東韓研活性炭制造有限公司
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/342;C01B32/348;H01G11/24;H01G11/32;H01G11/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 胡輝

技術領域

本發明涉及一種超級電容器電極用活性炭及其制備方法，屬于電極材料技術領域。

背景技術

超級電容器是一種新型儲能裝置，它具有功率密度高、充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點，用途廣泛。超級電容器電極需要使用微孔發達、比表面積大、孔容積大的高性能活性炭。超級電容器電極用活性炭最早由美國AMOCO公司于上世紀80年代開發，但只能少量商業化生產，隨后日本也開始少量商業化生產，中國自1993年開始研究，至今未能真正實現工業化生產。

目前，市面上能用于超級電容器電極的活性炭產品很少，產品性能也難以完全滿足要求，且現有方法在生產超級電容器電極用活性炭產品的過程中大多需要消耗大量的強堿來進行炭化料的活化，用以增加產品的比表面積。強堿的價格昂貴，以氫氧化鉀為例，價格約為1萬元/噸，造成超級電容器電極用活性炭的生產成本高；此外，強堿還容易造成生產設備腐蝕損壞，不僅存在安全隱患，還會進一步增加生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超級電容器電極用活性炭及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種超級電容器電極用活性炭的制備方法，包括以下步驟：

1)將椰子殼破碎，加入磷酸溶液，充分浸泡，過濾，得到磷酸預處理的椰子殼；

2)將磷酸預處理的椰子殼加入電轉爐，450～550℃活化處理1～2小時，再水洗物料至水洗液的pH值為6～7，得到活化處理的椰子殼；

3)將活化處理的椰子殼和氫氧化鉀混拌均勻，加入電轉爐，充惰性氣體，700～860℃活化處理1～3小時，再水洗物料至水洗液的pH值為6～7，干燥，研磨，得到超級電容器電極用活性炭。

步驟1)所述的椰子殼、磷酸的質量比為1:0.1～0.2。

步驟1)所述的磷酸溶液為質量分數10％～20％的磷酸水溶液。

步驟1)中椰子殼經破碎后粒徑為0.18mm～4.75mm。

步驟1)所述的浸泡的時間為1～3小時。

步驟3)所述的活化處理的椰子殼、氫氧化鉀的質量比為1:1.1～2.0。

本發明的有益效果是：

1)本發明的超級電容器電極用活性炭的微孔發達、孔徑合理、比表面積大、孔容積大、生產成本低；

2)本發明在制造超級電容器電極用活性炭時，先在高溫下用磷酸浸泡椰殼，對椰殼進行打孔，再用氫氧化鉀進行活化，鉀元素可以快速滲透到椰殼中進行撬動開孔，只有很少量的鉀揮發掉，氫氧化鉀的用量少，避免了設備腐蝕和環境污染，從而大大的降低了成本。

附圖說明

圖1為本發明的超級電容器電極用活性炭的生產工藝流程圖。

具體實施方式

一種超級電容器電極用活性炭的制備方法，包括以下步驟：

1)將椰子殼破碎，加入磷酸溶液，充分浸泡，過濾，得到磷酸預處理的椰子殼；

2)將磷酸預處理的椰子殼加入電轉爐，450～550℃活化處理1～2小時，再水洗物料至水洗液的pH值為6～7，得到活化處理的椰子殼；

3)將活化處理的椰子殼和氫氧化鉀混拌均勻，加入電轉爐，充惰性氣體，700～860℃活化處理1～3小時，再水洗物料至水洗液的pH值為6～7，干燥，研磨，得到超級電容器電極用活性炭。

優選的，步驟1)所述的椰子殼、磷酸的質量比為1:0.1～0.2。

優選的，步驟1)所述的磷酸溶液為質量分數10％～20％的磷酸水溶液。

優選的，步驟1)中椰子殼經破碎后粒徑為0.18mm～4.75mm。

優選的，步驟1)所述的浸泡的時間為1～3小時。

優選的，步驟3)所述的活化處理的椰子殼、氫氧化鉀的質量比為1:1.1～2.0。

優選的，步驟3)所述的惰性氣體為氮氣。

下面結合具體實施例對本發明作進一步的解釋和說明。

實施例1：

一種超級電容器電極用活性炭，其制備方法如下(工藝流程圖如圖1所示)：

1)將椰子殼破碎，按照椰子殼、磷酸的質量比1:0.1將椰子殼加入到質量分數為10％的磷酸水溶液中，浸泡2小時，過濾，得到磷酸預處理的椰子殼；

2)將磷酸預處理的椰子殼加入電轉爐，480℃活化處理2小時，再水洗物料至水洗液的pH值為6～7，得到活化處理的椰子殼；