一种基于双碳电极钠离子电容器的制备及组装技术制造技术

本发明专利技术提供了一种基于双碳电极钠离子电容器的制备及组装技术。该方法是将海洋藻类与活化剂以一定质量比混合浸泡，干燥后通过一步碳化‑活化法和酸洗等工艺步骤得到多孔碳材料。该方法得到的电极材料具有三维开放结构、比表面积大、层次孔结构等特点。将该碳材料进行电位调控后组装成钠离子电容器，具有能量密度高、工作电压窗口大、比容量高、稳定性好等特点。该方法以海洋藻类作为原材料，具有来源丰富、成本低、方法简单的优点，将该碳材料以调控电位的方法应用于钠离子电容器，具有不需要调节电极质量以及不需要以其它材料作为匹配的电极材料等优点。

A Fabrication and Assembly Technology of Sodium Ion Capacitor Based on Double Carbon Electrode

The invention provides a preparation and assembly technology of sodium ion capacitor based on double carbon electrode. The method is to immerse marine algae and activator in a certain mass ratio, and then dry them to obtain porous carbon materials by one step carbonization, activation and acid pickling. The electrode material obtained by this method has the characteristics of three-dimensional open structure, large specific surface area and hierarchical pore structure. Sodium ion capacitors are assembled from the carbon materials after potential regulation, which have the characteristics of high energy density, large operating voltage window, high specific capacity and good stability. This method uses marine algae as raw material, which has the advantages of abundant sources, low cost and simple method. The application of this carbon material to sodium ion capacitors by regulating potential has the advantages of no need to adjust the quality of electrodes and no need to use other materials as matching electrode materials.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双碳电极钠离子电容器的制备及组装技术
本专利技术属于化学能源材料领域，提供了一种以海洋藻类为原料制备多孔碳材料的方法以及通过调控电位法将碳材料应用于双碳型钠离子电容器的方法。
技术介绍
由于化石燃料的紧缺和环境问题的日益严重，当前急需开发清洁、可再生且易储存的能源。利用生物质前驱体制备碳材料应用于电极材料已成为重要的发展方向。目前锂离子电池的应用较为广泛，但是受锂元素在地壳中储量制约,锂离子电池的成本居高不下,己成为限制其更大规模应用的主要因素。近期,人们不断开发其他备选电池技术,比如钠离子电池。钠离子与锂离子在电化学储能器件中的工作原理类似,但钠元素在地球上的储量更为丰富，成本更低，来源更广。电化学储能器件主要有两种电化学电池和超级电容器。超级电容器又称双电层电容器或电化学电容器，具有功率密度高、可逆性好、循环寿命长等特点。虽然超级电容器提供了更大的功率密度和更长的循环寿命，但是它的能量密度低。因此超级电容器的一个主要设计方向就是在不牺牲其功率密度前提下来提高其能量密度。为了达到提高能量密度的目的，比较流行的做法为，设计具有电容器型的正极和电池型负极。在这种混合离子系统的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双碳电极钠离子电容器的制备及组装技术，其特征在于包括如下步骤：(1)制备多孔碳材料：以藻类为原材料，将藻类与一定质量比的活化剂混合浸泡并烘干；将烘干的混合物放入管式炉中，在惰性气氛下以一定的升温速率升温至合适的碳化‑活化温度并保温一定时间进行碳化‑活化；将煅烧后的样品进行清洗，分别在一定浓度的稀盐酸、去离子水中充分清洗去除杂质，在烘箱中干燥之后得到分级多孔碳材料；(2)调节电极材料电位：将得到的碳材料与导电剂、粘结剂按照一定的比例混合涂覆在不锈钢片上，制成电极片；在充满氩气的手套箱中将电极片与钠金属片组装成钠离子电池，并在同一电流密度，一定电压范围内不同电压区间下进行电位调节，对比...

【技术特征摘要】
1.一种基于双碳电极钠离子电容器的制备及组装技术，其特征在于包括如下步骤：(1)制备多孔碳材料：以藻类为原材料，将藻类与一定质量比的活化剂混合浸泡并烘干；将烘干的混合物放入管式炉中，在惰性气氛下以一定的升温速率升温至合适的碳化-活化温度并保温一定时间进行碳化-活化；将煅烧后的样品进行清洗，分别在一定浓度的稀盐酸、去离子水中充分清洗去除杂质，在烘箱中干燥之后得到分级多孔碳材料；(2)调节电极材料电位：将得到的碳材料与导电剂、粘结剂按照一定的比例混合涂覆在不锈钢片上，制成电极片；在充满氩气的手套箱中将电极片与钠金属片组装成钠离子电池，并在同一电流密度，一定电压范围内不同电压区间下进行电位调节，对比不同电压区间下的钠离子电池容量，获得一个交点电压x；将以交点电压x为基础，完成电位调节的钠离子电池，在手套箱中拆开，取出完整的电极片，获得完成电位调节的电极片；(3)组装钠离子电容器：将已调节电位的电极片在充满氩气的手套箱内组装成钠离子电容器。2.根据权利要求1所述的制备多孔碳材料的方法以及通过调控电位法应用于钠离子电容器，其特征在于：步骤（1）中，藻类前驱体为：球藻、螺旋藻、浒苔、海带、鹿角菜等；活化剂为：KOH,NaOH,K2C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕磊，刘肖，崔永朋，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37