[发明专利]高活性无金属超级电容电极材料制备方法及组装方法

权利要求书

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水，氧化石墨烯浓度为5mg/mL，超声处理10min，再加入一水合肼，加入量为每5mg氧化石墨烯加1.5L一水合肼，置于75℃的水浴中，持续搅拌12h，然后10000转/min离心10min，上清液倒出重复利用，残渣加入适量去离子水清洗、离心3次，即为还原型氧化石墨烯活性电极材料。

5.一种高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，包括：

将制备得到电极材料、粘结剂和导电炭黑，按照一定比例混合均匀；利用转移式涂布机将混合均匀后的电极材料涂抹在石墨膜上，真空干燥；

干燥完成后通过压片机将正极电极片、负极电极片压密实，裁剪成圆片；将隔膜与制备好的正极电极片、负极电极片浸渍到电解液中，电解完成后按照下壳、集流体(石墨膜)/电极、凝胶型电解质、隔膜、凝胶型电解质、电极/集流体(石墨膜)、垫片、弹簧、上壳的顺序组装形成高活性无金属超级电容。

6.根据权利要求5所述的高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，电极材料的涂布厚度为60-75μm。

7.根据权利要求5所述的高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，电解质为采用凝胶型的6mol/LKOH电解质。

8.根据权利要求5所述的高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，导电剂采用导电炭黑；隔膜采用无纺布；集流体采用非金属材料石墨膜；粘结剂采用聚偏氟乙烯。

9.根据权利要求5所述的高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，氧化生物质炭：粘结剂：导电炭黑的比例为85:3:2。

10.根据权利要求5所述的高活性无金属超级电容组装方法，其特征在于，还原氧化石墨烯：粘结剂：导电炭黑的比例为82:3:5；氧化石墨烯：粘结剂：导电炭黑的比例为83:1:6。