[發明專利]一種具有高體積比電容的生物質炭塊體電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202011582512.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112863892B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 曾宇平;馬宇;尹金偉;姚冬旭;梁漢琴;夏詠鋒;左開慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/86;C01B32/05
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種生物質炭塊體電極的制備方法，其特征在于，所述生物質炭塊體電極是采用生物質為原材料制備而得的超級電容器用電極，具有三維大孔分級孔結構，所述三維大孔分級孔結構包括定向孔道短軸尺寸為1.5～4.1μm且長軸尺寸為25±5μm的第一大孔、所述第一大孔的孔道壁上直徑為350～1200nm的連通性第二大孔和所述第一大孔的孔道壁上直徑為100±20nm的凹坑狀孔、微孔和介孔；

所述制備方法包括：

將具有分級孔結構的生物質原料進行冷等靜壓處理，得到生物質壓片，其中所述冷等靜壓的壓力值為25～200MPa，保壓時間為10～30min，所述生物質原料的分級孔結構包括定向孔道直徑為25±5μm的第三大孔、所述第三大孔的孔道壁上直徑為1～3.5μm的連通性第四大孔；

將所述生物質壓片在真空環境下或惰性氣氛下熱解，得到生物質炭塊體電極材料；以及

將所得生物質炭塊體電極材料加工至規定尺寸，清洗，得到生物質炭塊體電極。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質炭塊體電極的雙軸彎曲強度為3～6Mpa。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質炭塊體電極的厚度為1±0.2mm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質炭塊體電極的體積比電容為89～118F/cm³。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質原料為林業廢棄物。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述林業廢棄物為木芙蓉莖稈、楊木、松木、槐木中的一種。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，將所述生物質壓片在真空環境下熱解包括：將所述生物質壓片置于真空燒結爐中，抽真空至爐內壓力小于100Pa，于600～1000℃保溫1～5小時，隨爐自然冷卻至室溫。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，以2～10℃/分鐘的速率升溫至600～1000℃。