一种制备全海藻固态超级电容器的方法及其产品技术

本发明专利技术属于超级电容器制备相关技术领域，并公开了一种制备全海藻固态超级电容器的方法，包括：将褐藻洗净干燥并剪成碎片备用；将褐藻碎片进行碳化和活化处理，获得褐藻活性碳；对褐藻进行提取制得海藻酸钠；将褐藻活性碳作为活性材料、将海藻酸钠作为粘结剂制备褐藻活性碳电极，同时将海藻酸钠制备成凝胶电解质和隔膜，由此组装为最终的全海藻固态超级电容器。通过本发明专利技术，可获得具备优良电化学特性、具有生物相容性、安全稳定和绿色环保的电化学储能器件。该全海藻固态超级电容器不但适用于超级电容器传统应用领域，尤其适用于可植入式医疗设备、电子皮肤、可穿戴电子设备等对人体安全性要求高的前沿应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种制备全海藻固态超级电容器的方法及其产品
本专利技术属于超级电容器制备相关
，更具体地，涉及一种制备全海藻固态超级电容器的方法。
技术介绍
超级电容器作为一种新型储能装置，具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器一般由正、负电极，隔膜和电解质组成，电解质包括：水系电解液、有机电解液、离子液体电解液和固体电解质。商业超级电容器使用的电解质通常是液态电解质，并且为了获得更宽的电压窗口，一般会使用有机溶剂溶解离子化合物，这些溶剂大多易燃且有毒性。此外，液态电解质易发生泄漏，且酸性或碱性的水系电解质具有腐蚀性，严重影响超级电容器的安全性。与之相比，固体电解质则具有更好的安全性和可靠性。因此，使用绿色环保、低成本的固态电解质取代液态电解质，是超级电容器未来发展的必然趋势。近年来随着环保意识的增强，提出了一些利用生物碳源作为原料合成活性碳的思路，例如木材、农作物秸秆、植物果壳等。2009年，首次报道了采用海藻作为原材料来制备多孔碳的方案，但这种直接碳化的海藻碳并不具备足够多的孔径，导致在大电流密度下的电荷传递受到较大的制约。此外，CN103本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备全海藻固态超级电容器的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(i)对褐藻原材料的处理将褐藻采用去离子水洗净和干燥处理，然后将其剪成碎片备用；(ii)褐藻活性碳的制备选取一部分褐藻碎片，将其放置于惰性气体作为保护气氛的管式炉中进行热解碳化处理；接着，以强碱作为活化剂，继续在所述管式炉中惰性气氛下进行活化处理，然后用酸和去离子水对所得到的活性碳产物进行洗涤、抽滤和干燥处理，由此获得比表面积为4400m

【技术特征摘要】
1.一种制备全海藻固态超级电容器的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(i)对褐藻原材料的处理将褐藻采用去离子水洗净和干燥处理，然后将其剪成碎片备用；(ii)褐藻活性碳的制备选取一部分褐藻碎片，将其放置于惰性气体作为保护气氛的管式炉中进行热解碳化处理；接着，以强碱作为活化剂，继续在所述管式炉中惰性气氛下进行活化处理，然后用酸和去离子水对所得到的活性碳产物进行洗涤、抽滤和干燥处理，由此获得比表面积为4400m2/g的褐藻活性碳材料；(iii)海藻酸钠的制备褐藻切碎加入热的纯碱溶液中，过滤并保留滤液，然后将其加入CaCl2溶液并过滤得到海藻酸钙沉淀；往此海藻酸钙沉淀中加入NaCl溶液置换成海藻酸钠，然后过滤、干燥得到海藻酸钠；(iv)全海藻固态超级电容器的组装将步骤(ii)所获得的褐藻活性碳材料作为活性材料，同时将步骤(iii)所制得的海藻酸钠作为粘结剂，采用涂料浆法在金属集流体上制得褐藻活性碳电极；此外，将步骤(iii)所制得的海藻酸钠加入少量去离子水，制备成海藻酸钠凝胶电解质，继而将凝胶制备成隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏璐，郭新，曾娟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42