高活性无金属超级电容电极材料制备方法及组装方法技术

本发明专利技术提供一种高活性无金属超级电容电极材料制备方法及组装方法，属于超级电容器电能储存技术领域，以生物质活性炭、石墨为原料，制备得到氧化生物质活性炭、氧化石墨烯和还原型氧化石墨烯，用作高活性超级电容电极材料，目的在于增大电极表面与电解液的接触面积，提高比表面积利用率，进而提高超级电容器的储电性能。本发明专利技术的无金属的超级电容器组装方法：在应用上述电极活性材料的同时，采用非金属石墨膜作为超级电容器的集流体，整个超级电容器无金属材料，消除了金属集流体在使用过程中解离出金属离子，尤其是重金属离子的可能性，极大降低了超级电容的环境影响；方法操作简单、条件温和、易于批量生产、具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
高活性无金属超级电容电极材料制备方法及组装方法


[0001]本专利技术涉及超级电容器电能储存
，具体涉及一种高活性无金属超级电容电极材料制备方法及组装方法。

技术介绍

[0002]超级电容器是介于普通电容器和化学电池之间的一种新型电能储存装置，其具有循环寿命长，工作温度范围广，充放电速度快，维护简单方便等优良性能。超级电容器主要包含电极、电解质、集流体及隔膜4个部分，其中电极是超级电容器的核心部件。生物质活性炭因具有来源广泛，成本低，比表面积相对较大等特点，常被用作超级电容器电极材料，但目前这类超级电容器普遍存在比电容低，以及基于自身重量的能量密度低等问题。
[0003]涂布在电极上的活性材料与电解液直接接触，给超级电容器施加电压(亦即充电过程)，活性材料的表面充满相应的正、负电荷，吸引电解液中的相应负、正离子，形成亥姆霍兹双电层。理论上，比表面积越大，电容器电容将越高。虽然生物质活性炭比表面积较大，但其表面含氧官能团较少，与电解液的润湿性较差，造成电极表面积利用率不高，电容器比电容较低。因此，目前的研究主要集中在如何改善超级电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高活性无金属超级电容电极材料制备方法，其特征在于，以生物质活性炭、鳞片石墨为原料，制备得到氧化生物质活性炭、氧化石墨烯以及还原型氧化石墨烯高活性电极材料；包括：将生物质活性炭、鳞片石墨分别进行研磨，过筛备用；量取一定量的浓硫酸，加入上述过筛原料中的一种，反应后，再加入过硫酸钾和五氧化二磷，持续搅拌；将反应得到的混合物抽滤，滤渣加入适量蒸馏水清洗，再次抽滤，重复清洗、抽滤；量取一定量的浓硫酸，搅拌条件下加入上述清洗后的滤渣，然后再分批次缓慢加入高锰酸钾，持续搅拌；再在常温条件下搅拌，加入去离子水，再加入过氧化氢，直至不产生气泡，将得到的混合物离心后，得到的残渣加入去离子水洗涤，再次离心，洗涤、离心至上清液为中性，得到的最终残渣为电极材料；其中，当过筛原料为生物质活性炭时，得到的电极材料为氧化炭活性电极材料；当过筛原料为鳞片石墨时，得到的电极材料为氧化石墨烯；将制备的氧化石墨烯中加入去离子水，超声处理，再加入一水合肼，水浴，持续搅拌，然后离心，残渣加入适量去离子水清洗、离心，即为还原型氧化石墨烯活性电极材料。2.根据权利要求1所述的高活性无金属超级电容电极材料制备方法，其特征在于，量取25ml的98％浓硫酸，搅拌条件下，加入50g过筛原料，反应30min后，再加入5g过硫酸钾和15g五氧化二磷，加药过程持续搅拌。3.根据权利要求2所述的高活性无金属超级电容电极材料制备方法，其特征在于，量取100mL98％的浓硫酸，置于冰水浴中5min，在搅拌条件下，加入上述清洗后的滤渣，然后再分批次加入20g高锰酸钾，持续搅拌1h。4.根据权利要求3所述的高活性无金属超级电容电极材料制备方法，其特征在于，将制备的氧化石墨烯中加入去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩梅，郭逸涵，杨乐成，周于翔，周仕祺，郑美娜，王锦，丁国玉，刘北胜，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：