[发明专利]一种活性炭电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极的制作工艺，具体涉及到活性炭电极的制作工程。

背景技术

在能源领域上，废热回收可以将废热转化为电能，对解决能源问题具有很大的意义。传统的废热回收是基于塞贝克效应，使用热电材料实现能量转换。但利用此方法实现能量转换的效率比较低，对温度要求也比较高，成本比较高。

随着纳米技术的发展，一种高效和低成本的废热回收系统受到了人们的注意。液体进入纳米材料的孔隙中，液体和纳米材料之间存在独特的固液耦合特性。基于此特性，将纳米多孔材料作为电极可以实现高效的能量转换。常用的纳米多孔材料主要有活性炭、碳纳米管等。碳纳米管作为电极应用于废热回收，由于碳纳米管的价格相对较高，成本比较高，制作工艺比较复杂。使用活性炭做电极应用于废热回收，活性炭粉末价格便宜，因此制作成本比较低。此外，活性炭巨大的表面积和复杂的孔隙结构，可以更加高效地实现能量转换。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种活性炭电极的制备方法，本发明制备方法易于操作，制作成本低，制作周期比较短；本制备方法制备的活性炭电极可以更加高效的实现能量转换。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种活性炭电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将粘结剂和N-甲基吡咯烷酮按照质量比1:30制备第一溶液，制备环境温度为70-110℃；

步骤2：将导电剂和活性炭粉末充分研磨后，按照质量比3:20充分混合得到混合物；

步骤3：将步骤2制备的混合物溶解于步骤1制备的第一溶液中，使得活性炭粉末、导电剂和粘结剂的质量比为20:3:2，制备粘稠状混合物，制备环境温度为45-75℃；

步骤4：将粘稠状混合物压成圆柱形，并在干燥箱干燥，即得到活性炭电极。

所述粘结剂为聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。

所述导电剂为导电炭黑或乙炔黑。

步骤4所述干燥温度为70-80℃，干燥时间为12h。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：本发明制备方法流程简单，制备过程中只需要加热仪器和干燥箱，易于操作。此外，由于活性炭的价格比较低。整个制备过程只需要13h左右，制作周期比较短。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

本实施例一种活性炭电极的制备方法，包括如下步骤：

(a)使用电子秤按照质量比为20:3:2分别称量活性炭粉末、乙炔黑和聚偏氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，将聚偏氟乙烯在80℃的条件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)将乙炔黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)将(c)得到的混合物在50℃的条件下溶解在第一溶液，溶解过程中需要充分搅拌，得到粘稠状的混合物。

(e)将粘稠状的混合物压成圆柱形，然后放在75℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭电极。

实施例二

(a)使用电子秤按照质量比为20:3:2分别称量活性炭粉末、导电炭黑和聚氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，将聚氟乙烯在90℃的条件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)将导电炭黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)将(c)得到的混合物在60℃的条件下溶解在第一溶液，溶解过程中需要充分搅拌，得到粘稠状的混合物。

(e)将粘稠状的混合物压成圆柱形，然后放在70℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭电极。

实施例三

(a)使用电子秤按照质量比为20:3:2分别称量活性炭粉末、导电炭黑和聚偏氟乙烯4g、0.6g和0.4g。

(b)用量筒量取12ml的N-甲基吡咯烷酮，将聚偏氟乙烯在95℃的条件下充分溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到第一溶液。

(c)将导电炭黑和活性炭粉末充分混合，并充分研磨得到混合物。

(d)将(c)得到的混合物在65℃的条件下溶解在第一溶液，溶解过程中需要充分搅拌，得到粘稠状的混合物。

(e)将粘稠状的混合物压成圆柱形，然后放在80℃的干燥箱中干燥12h，干燥之后得到活性炭电极。