一种基于含SiO2的固体废弃物的电极材料及其制备方法和在超级电容器中的应用技术

一种基于含SiO<subgt;2</subgt;的固体废弃物的电极材料及其制备方法和在超级电容器中的应用。本发明专利技术属于超级电容器技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有基于含SiO<subgt;2</subgt;的固体废弃物的电极材料比电容不高，由此导致超级电容器器件的能量密度不高的技术问题。本发明专利技术以含SiO<subgt;2</subgt;的固体废弃物为原料，掺杂Al/B后高温煅烧为硅酸盐材料；随后在(CHCOO)<subgt;2</subgt;Mn·4H<subgt;2</subgt;O作用下，通过水热反应进行离子交换，得到羟基硅酸锰；最后于Na<subgt;2</subgt;S<subgt;2</subgt;O<subgt;8</subgt;溶液中浸泡引入锰空位，得到具有高比电容、稳定性好、成本低廉的超级电容器电极材料，并组装成具有高能量密度的非对称超级电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超级电容器，具体涉及一种基于含sio2的固体废弃物的电极材料及其制备方法和在超级电容器中的应用。

技术介绍

1、超级电容器由于具有功率密度高、循环寿命长、充放电时间短和安全性高等突出优势，在未来的储能领域中展现出巨大的应用前景。然而，目前超级电容器的能量密度与二次电池相比仍处于偏低水平，难以满足对功率密度和能量密度均具有较高要求的大型混合动力设备及电动汽车等的迫切应用需求。因此，进一步强化超级电容器电极材料电化学性能进而大幅提升超级电容器器件的能量密度是一个重要问题。作为一个参照指标，2023款比亚迪(唐)官网公布的电池能量密度为150wh/kg。

2、固体废弃物主要包括尾矿、粉煤灰、煤渣、煤矸石、冶炼废渣、赤泥、污泥、废弃含硅物料等，针对其进行高值化绿色应用与转化一直是追求的目标。固体废弃物中含有大量的sio2及金属氧化物(al2o3、cao、mgo、feo等)，导电性极低，因此不经过任何处理与转化的粉煤灰直接添加到材料中作为超级电容器电极材料性能很差。过渡金属硅酸盐材料因其低成本、丰富的来源和优异的理论比电容而受到重视。将来源本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于含SiO2的固体废弃物的电极材料的制备方法，其特征在于，该方法：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中含SiO2的固体废弃物包括粉煤灰、生物质灰、煤矸石、赤泥、气化灰渣、高炉渣。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中含SiO2的固体废弃物与Na2CO3、CaCO3、Al2O3、B2O3的质量比为(1-10)：(1-10)：(0.5-2.5)：(0-2.5)：(0-0.5)，高温煅烧温度为700-900℃，时间为2-3h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中NAS/CS@FA、(CHCOO)2Mn·4H2...

【技术特征摘要】

1.一种基于含sio2的固体废弃物的电极材料的制备方法，其特征在于，该方法：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中含sio2的固体废弃物包括粉煤灰、生物质灰、煤矸石、赤泥、气化灰渣、高炉渣。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中含sio2的固体废弃物与na2co3、caco3、al2o3、b2o3的质量比为(1-10)：(1-10)：(0.5-2.5)：(0-2.5)：(0-0.5)，高温煅烧温度为700-900℃，时间为2-3h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中nas/cs@fa、(chcoo)2mn·4h2o、nh4cl、nh4·h2o和去离子水的质量比为(0.5-1)：(2-6)：(1.2-3)：(20-50)：(400-800)，水热反应温度为120-180℃，时间为20-24h。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王敏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：