本发明专利技术公开一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法，通过将活性炭原材料放置于Mn、Co或Ni的金属无机盐的水溶液中浸渍，利用过渡金属的准电容效应提高活性炭电极的储电能力，提高活性炭电极的比电容，再配合将浸渍金属的活性炭分散在石墨烯的三维网络结构中，采用水热的方法制备得到气凝胶结构，可进一步增大活性炭电极的比表面积，使得活性炭电极形成大孔、介孔和微孔共存的分级孔结构，提高活性炭电极的比电容。本发明专利技术结合了活性炭的高比表面积和石墨烯的高导电性的优点，在电极充放电过程中充分利用两者结合后形成大孔、介孔和微孔共存的分级孔储存电荷，从而大大提高了负极材料的比表面积和比电容。了负极材料的比表面积和比电容。
【技术实现步骤摘要】
一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法
[0001]本专利技术涉及电容器领域技术，尤其是指一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法。
技术介绍
[0002]超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛，超级电容器的核心是电极材料的制备技术，其性能的好坏关键取决于电极材料性能的优劣。
[0003]目前，进入工业化生产的电极材料为活性炭，活性炭具有资源丰富、成本低、孔结构分布良好、惰性表面和比表面积高的优点。现有技术中，提高电容器的比电容大多是通过增大电极材料的表面积实现，而比表面积较大的活性炭以微孔结构为主，孔径较小，电解液中体积较大的离子不能进入微孔中形成双电层储存能量，导致活性炭的比表面积利用率较低，在实际应用中，其储电能力较差。因此，有必要提出一种方案对超级电容器高导电活性炭电极制备方法进行改进。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法，其所制得的活性炭电极具有较高的比电容和良好的储电能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
[0006]一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法，其包括有以下步骤：
[0007]步骤(1)：取Mn、Co或Ni的金属无机盐配置浓度为3
‑
4wt％的水溶液,取上述金属无机盐的水溶液,加入粒度<50μm的活性炭原料，使其含量为225
‑
375ml/g,在氮气保护和室温下浸渍48
‑
72小时,过滤后，在60
‑
90℃的氮气氛围下干燥,即可制得浸渍金属的活性炭；
[0008]步骤(2)：将步骤(1)中制得的浸渍金属的活性炭加入氧化石墨烯溶液中，在60
‑
80℃的超声条件下，反应15h
‑
20h，得到混合物溶液；
[0009]步骤(3)：将步骤(2)得到的混合物溶液加入聚四氟乙烯容器中，再加入催化剂，密封后在200
‑
300℃反应11h
‑
20h，反应结束后用蒸馏水充分清洗，在40
‑
70℃下干燥5
‑
10h，得到高导电活性炭电极。
[0010]作为一种优选方案，所述步骤(3)中催化剂的加入量为混合物溶液质量的0.5
‑
4％。
[0011]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的氧化石墨烯溶液通过HUMMERS法制备，其浓度4
‑
6％。
[0012]作为一种优选方案，所述步骤(1)中的活性炭原料为木质活性炭和秸秆活性炭中的一种或两者的组合物。
[0013]作为一种优选方案，所述步骤(3)中的催化剂为无水乙醇、乙醇或者乙二醇的一种
或多种。
[0014]作为一种优选方案，所述浸渍金属的活性炭与氧化石墨烯的质量比为30
‑
80：1。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
[0016]通过将活性炭原材料放置于Mn、Co或Ni的金属无机盐的水溶液中浸渍，利用过渡金属的准电容效应提高活性炭电极的储电能力，提高活性炭电极的比电容，再配合将浸渍金属的活性炭分散在石墨烯的三维网络结构中，采用水热的方法制备得到气凝胶结构，可进一步增大活性炭电极的比表面积，使得活性炭电极形成大孔、介孔和微孔共存的分级孔结构，提高活性炭电极的比电容，并且，石墨烯和活性炭结合提高了活性炭电极的电导率。
[0017]为更清楚地阐述本专利技术的特征和功效，下面结合具体实施例来对本专利技术进行详细说明。
具体实施方式
[0018]本专利技术揭示一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法，其包括有以下步骤：
[0019]步骤(1)：取Mn、Co或Ni的金属无机盐配置浓度为3
‑
4wt％的水溶液,取上述金属无机盐的水溶液,加入粒度<50μm的活性炭原料，活性炭原料为木质活性炭和秸秆活性炭中的一种或两者的组合物，使其含量为225
‑
375ml/g,在氮气保护和室温下浸渍48
‑
72h,过滤后，在60
‑
90℃的氮气氛围下干燥,即可制得浸渍金属的活性炭。
[0020]步骤(2)：将步骤(1)中制得的浸渍金属的活性炭加入氧化石墨烯溶液中，浸渍金属的活性炭与氧化石墨烯的质量比为30
‑
80：1，该氧化石墨烯溶液通过HUMMERS法制备，其浓度为4
‑
6％，在60
‑
80℃的超声条件下，反应15
‑
20h，得到混合物溶液。
[0021]步骤(3)：将步骤(2)得到的混合物溶液加入聚四氟乙烯容器中，再加入催化剂，该催化剂为无水乙醇、乙醇或者乙二醇中的一种或多种，且该催化剂的加入量为混合物溶液质量的0.5
‑
4％，密封后在200
‑
300℃反应11h
‑
20h，反应结束后用蒸馏水充分清洗，在40
‑
70℃下干燥5
‑
10h，得到高导电活性炭电极。
[0022]下面用具体实施例以及对比例对本专利技术进行说明。
[0023]实施例1
[0024]步骤(1)：取Mn的金属无机盐配置浓度为3wt％的水溶液,取上述金属无机盐的水溶液,加入粒度<50μm的木质活性炭，使其含量为275ml/g,在氮气保护和室温下浸渍50小时,过滤后，在90℃的氮气氛围下干燥,即可制得浸渍金属的活性炭。
[0025]步骤(2)：将步骤(1)中制得的浸渍金属的活性炭加入氧化石墨烯溶液中，浸渍金属的活性炭与氧化石墨烯的质量比为30：1，该氧化石墨烯溶液通过HUMMERS法制备，其浓度为4.5％，在65℃的超声条件下，反应15h，得到混合物溶液。
[0026]步骤(3)：将步骤(2)得到的混合物溶液加入聚四氟乙烯容器中，再加入无水乙醇，且该无水乙醇的加入量为混合物溶液质量的1％，密封后在200℃反应20h，反应结束后用蒸馏水充分清洗，在50℃下干燥8h，得到高导电活性炭电极。
[0027]实施例2
[0028]步骤(1)：取Co的金属无机盐配置浓度为4wt％的水溶液,取上述金属无机盐的水
溶液,加入粒度<50μm的秸秆活性炭，使其含量为225ml/g,在氮气保护和室温下浸渍72小时,过滤后，在60℃的氮气氛围下干燥,即可制得浸渍金属的活性炭。
[0029]步骤(2)：将步骤(1)中制得的浸渍金属的活性炭加入氧化石墨烯溶液中，浸渍金属的活性炭与氧化石墨烯的质量比为50：1，该氧化石墨烯溶液通过HUMMERS法制备，其浓度为4％，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种优化的超级电容器高导电活性炭电极制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：步骤（1）：取Mn、Co或Ni的金属无机盐配置浓度为3
‑
4wt%的水溶液,取上述金属无机盐的水溶液,加入粒度<50μm的活性炭原料，使其含量为225
‑
375ml/g ,在氮气保护和室温下浸渍48
‑
72小时,过滤后，在60
‑
90℃的氮气氛围下干燥,即可制得浸渍金属的活性炭；步骤（2）：将步骤（1）中制得的浸渍金属的活性炭加入氧化石墨烯溶液中，在60
‑
80℃的超声条件下，反应15h
‑
20h，得到混合物溶液；步骤（3）：将步骤（2）得到的混合物溶液加入聚四氟乙烯容器中，再加入催化剂，密封后在200
‑
300℃反应11h
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20h，反应结束后用蒸馏水充分清洗，在40
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【专利技术属性】
技术研发人员：滕克军，宋宏芳，白宇，赵东辉，周鹏伟，
申请(专利权)人：福建翔丰华新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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