[發明專利]炭氣凝膠制備方法、電極片及其制備方法以及超級電容器

有效

• 申請號: 201910546195.2
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110203928B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 陳繼兵;劉志;羅強;魏昕
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318;H01G11/24;H01G11/32
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開一種炭氣凝膠制備方法、電極片及其制備方法以及超級電容器，涉及電極材料技術領域。本發明包括以下步驟：將間苯二酚和甲醛溶于分散劑中，加入環六次甲基四胺，形成混合溶液；靜置所述混合溶液以形成凝膠，經溶劑置換得有機濕凝膠；將所述有機濕凝膠干燥處理形成有機氣凝膠；將所述有機氣凝膠炭化處理后，置于二氧化碳氣氛中活化處理，得炭氣凝膠。本發明旨在解決現有方法制得的炭氣凝膠性能不穩定的問題。

技術領域

本發明涉及電極材料技術領域，特別涉及一種炭氣凝膠制備方法、電極片及其制備方法以及超級電容器。

背景技術

超級電容器是指介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，其容量可達幾百至上千法。與傳統電容器相比，它具有較大的容量、比能量或能力密度，較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命；而與蓄電池相比，它又具有較高的比功率，且對環境無污染。

電極材料是決定超級電容器電容大小的關鍵因素。炭氣凝膠是一種富含中孔納米結構的炭質多孔材料，具有良好的導電性、耐腐蝕性以及密度小等優點，是一種絕佳的電極材料。

目前已有多種制備炭氣凝膠的方法，但這些方法制得的炭氣凝膠大多具有性能不穩定的缺陷。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種炭氣凝膠制備方法、電極片及其制備方法以及超級電容器，旨在解決現有方法制得的炭氣凝膠性能不穩定的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種炭氣凝膠的制備方法，所述炭氣凝膠的制備方法包括以下步驟：

將間苯二酚和甲醛溶于分散劑中，加入環六次甲基四胺，形成混合溶液；

靜置所述混合溶液以形成凝膠，經溶劑置換得有機濕凝膠；

將所述有機濕凝膠干燥處理形成有機氣凝膠；

將所述有機氣凝膠炭化處理后，置于二氧化碳氣氛中活化處理，得炭氣凝膠。

可選地，所述將間苯二酚和甲醛溶于分散劑中，加入環六次甲基四胺，形成混合溶液的步驟中，

所述分散劑為乙醇溶液，所述乙醇溶液的體積分數為85(v/v)％～90(v/v)％；和/或，

所述分散劑為乙醇溶液，且所述乙醇溶液中飯含有的乙醇與間苯二酚的摩爾比為1：(1～3)；和/或，

所述間苯二酚與所述環六次甲基四胺的質量比為(18～20)：1；和/或，

所述間苯二酚與所述甲醛的摩爾比為(2～5)：1。

可選地，所述靜置所述混合溶液以形成凝膠，經溶劑置換得有機濕凝膠的步驟包括：

將所述混合溶液于20～30℃溫度下靜置20～24h后，轉移至70～85℃溫度下靜置5～7天，形成凝膠；

將所述凝膠浸泡于丙酮中4～6天，期間每隔20～28h更換一次丙酮，得有機濕凝膠。

可選地，所述將所述有機濕凝膠干燥處理形成有機氣凝膠的步驟包括：

將所述有機濕凝膠置于干燥箱中，以1.2～1.6℃/min的升溫速率從20～30℃升溫至70～80℃后，恒溫干燥6～8h，然后以1.8～2℃/min的升溫速率繼續升溫至120～140℃并保溫6～8h，得有機氣凝膠。

可選地，所述將所述有機氣凝膠炭化處理后，置于二氧化碳氣氛中活化處理，得炭氣凝膠的步驟包括：

在惰性氣體保護下，將所述有機氣凝膠升溫至900～1100℃炭化處理4～6h；

在二氧化碳保護下，將炭化處理后的所述有機氣凝膠升溫至1000～1200℃活化處理1～2h，冷卻后形成炭氣凝膠。