一种加工方便的秸秆基电极复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学能源材料领域，特别是一种加工方便的秸杆基电极复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]活性炭在食品、医药、化工等领域有着极其广泛的应用。我国是农业大国，当农作物被收割之后会产生大量的秸杆，大部分农民会采用焚烧的方法消除秸杆，这对空气、土质和人们的身体健康都会造成很大的影响，秸杆制成活性炭作为超级电容器的电极材料，具有比表面积大、价格廉价等优点。对于超级电容器用多孔碳而言，为了提高电容器的倍率性能，也需要孔径较大的活性炭。由此可见，采用新工艺增大活性炭孔径、孔隙比和提高比电容是很有必要的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种加工方便的秸杆基电极复合材料及其制备方法。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种加工方便的秸杆基电极复合材料，由下列重量份的原料制成:石墨2-3、氯化亚锡1-3、锰酸锂3-5、蔗糖2-3、碳化钼钴2-4、聚乙烯醇1-2、过硫酸钠0.2-0.4、秸杆1000-1200、氯化锌8-12、柠檬酸4-7、改性乙炔黑3-5、蒸馏水100-150 ；
所述改性乙炔黑是由下列重量份的原料制成:硫酸钡3-5、乙炔黑40-60、木质素1-2、二硫化钥4_5、四氣化娃5_7、聚乙稀醇2_3、蒸饱水10-20 ;制备方法是:将硫酸锁、木质素、二硫化钼加到四氯化硅的溶液中，超声分散1-2小时，再将所得的物质抽滤后烘干，加到聚乙烯醇的水溶液中形成悬浊液，再将悬浊液涂覆在经臭氧活化后的乙炔黑中，在600-700° C的条件下烧结3-5小时，自然冷却至室温后研磨成200-400目粉末即可。
[0005]本发明所述一种加工方便的秸杆基电极复合材料，由以下具体的步骤制成:
(1)将秸杆粉碎成细小颗粒状，清洗干净后烘干，水分控制在20-25%左右，再将氯化锌和柠檬酸加到蒸馏水中，搅拌均匀后加入秸杆浸泡4-8小时，干燥除水后加到炭化炉中，先在250-350° C下低温碳化1-2小时，升高温度至450-550° C，继续炭化1_2小时后备用；
(2)将蔗糖、聚乙烯醇加到蒸馏水中，加热至60-70°C搅拌均匀，再加入石墨、氯化亚锡、锰酸锂、碳化钼钴、过硫酸钠和步骤(I)的物料，搅拌反应1-2小时，反应结束后加到微波干燥机中于130-150° C下干燥3-5小时；
(3)将步骤(2)的产物和改性乙炔黑混合，在氮气的气氛下球磨2-3小时，再加到煅烧炉中继续在氮气的保护下于700-750° C煅烧3-4小时，冷却，粉碎即可得到。
[0006]本发明的优点是:本发明添加的改性乙炔黑具有增强了导电性能和改善高倍率充放电性能等优点，添加的氯化亚锡、锰酸锂增强了秸杆基炭的导电性能，提高高倍率的充放电容量，本发明的工艺制作简单，价格低、效果好，值得推广。
[0007]具体实施方案下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0008]一种加工方便的秸杆基电极复合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:石墨2、氯化亚锡2、锰酸锂4、蔗糖2、碳化钼钴3、聚乙烯醇1、过硫酸钠0.3、秸杆1200、氯化锌10、柠檬酸6、改性乙炔黑4、蒸馏水150 ;
所述改性乙炔黑是由下列重量份(公斤)的原料制成:硫酸钡4、乙炔黑55、木质素1、二硫化钼4、四氯化硅7、聚乙烯醇2、蒸馏水17 ;制备方法是:将硫酸钡、木质素、二硫化钼加到四氯化硅的溶液中，超声分散1-2小时，再将所得的物质抽滤后烘干，加到聚乙烯醇的水溶液中形成悬浊液，再将悬浊液涂覆在经臭氧活化后的乙炔黑中，在600-700° C的条件下烧结3-5小时，自然冷却至室温后研磨成200-400目粉末即可。
[0009]本发明所述一种加工方便的秸杆基电极复合材料，由以下具体的步骤制成:
(1)将秸杆粉碎成细小颗粒状，清洗干净后烘干，水分控制在20-25%左右，再将氯化锌和柠檬酸加到蒸馏水中，搅拌均匀后加入秸杆浸泡4-8小时，干燥除水后加到炭化炉中，先在250-350° C下低温碳化1-2小时，升高温度至450-550° C，继续炭化1_2小时后备用；
(2)将蔗糖、聚乙烯醇加到蒸馏水中，加热至60-70°C搅拌均匀，再加入石墨、氯化亚锡、锰酸锂、碳化钼钴、过硫酸钠和步骤(I)的物料，搅拌反应1-2小时，反应结束后加到微波干燥机中于130-150° C下干燥3-5小时；
(3)将步骤(2)的产物和改性乙炔黑混合，在氮气的气氛下球磨2-3小时，再加到煅烧炉中继续在氮气的保护下于700-750° C煅烧3-4小时，冷却，粉碎即可得到。
[0010]将电极材料和导电剂、粘结剂按照比例混合均勾，通过压辊机制成薄片，干燥后压在不锈钢网集流体上，制成超级电容器，其参比电极为饱和甘汞电极，电解液为9mol/l的氢氧化钠溶液，在-0.2V至0.8V的电压范围内进行恒流充放电测试，电流为0.2A/g时，比电容为275F/g，电流为ΙΟΑ/g时，比电容为192F/g。
【主权项】
1.一种加工方便的秸杆基电极复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:石墨2-3、氯化亚锡1-3、锰酸锂3-5、蔗糖2-3、碳化钼钴2_4、聚乙烯醇1_2、过硫酸钠0.2-0.4、秸杆1000-1200、氯化锌8-12、柠檬酸4-7、改性乙炔黑3-5、蒸馏水100-150 ； 所述改性乙炔黑是由下列重量份的原料制成:硫酸钡3-5、乙炔黑40-60、木质素1-2、二硫化钥4_5、四氣化娃5_7、聚乙稀醇2_3、蒸饱水10-20 ;制备方法是:将硫酸锁、木质素、二硫化钼加到四氯化硅的溶液中，超声分散1-2小时，再将所得的物质抽滤后烘干，加到聚乙烯醇的水溶液中形成悬浊液，再将悬浊液涂覆在经臭氧活化后的乙炔黑中，在600-700° C的条件下烧结3-5小时，自然冷却至室温后研磨成200-400目粉末即可。
2.根据权利要求1所述一种加工方便的秸杆基电极复合材料，其特征在于，由以下具体的步骤制成: (1)将秸杆粉碎成细小颗粒状，清洗干净后烘干，水分控制在20-25%左右，再将氯化锌和柠檬酸加到蒸馏水中，搅拌均匀后加入秸杆浸泡4-8小时，干燥除水后加到炭化炉中，先在250-350° C下低温碳化1-2小时，升高温度至450-550° C，继续炭化1_2小时后备用； (2)将蔗糖、聚乙烯醇加到蒸馏水中，加热至60-70°C搅拌均匀，再加入石墨、氯化亚锡、锰酸锂、碳化钼钴、过硫酸钠和步骤(I)的物料，搅拌反应1-2小时，反应结束后加到微波干燥机中于130-150° C下干燥3-5小时； (3)将步骤(2)的产物和改性乙炔黑混合，在氮气的气氛下球磨2-3小时，再加到煅烧炉中继续在氮气的保护下于700-750° C煅烧3-4小时，冷却，粉碎即可得到。
【专利摘要】本发明公开了一种加工方便的秸秆基电极复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石墨2-3、氯化亚锡1-3、锰酸锂3-5、蔗糖2-3、碳化钼钴2-4、聚乙烯醇1-2、过硫酸钠0.2-0.4、秸秆1000-1200、氯化锌8-12、柠檬酸4-7、改性乙炔黑3-5、蒸馏水100-150；本发明添加的改性乙炔黑具有增强了导电性能和改善高倍率充放电性能等优点，添加的氯化亚锡、锰酸锂增强了秸秆基炭的导电性能，提高高倍率的充放电容量，本发明的工艺制作简单，价格低、效果好，值得推广。
【IPC分类】H01G11-30
【公开号】CN104851602
【申请号】CN201510157766
【发明人】李华生, 安东升, 江豪
【申请人】安徽江威精密制造有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月3日