專利名稱：一種超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法
專利說明一種超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法 本發(fā)明屬于儲(chǔ)能材料的制備方法，特別是超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法。汽車工業(yè)的發(fā)展雖然只有一百多年的歷史，但其發(fā)展速度是人類未能預(yù)料的。汽車的空前使用消耗了大量石油，使人類面臨能源的嚴(yán)重枯竭，而且燃燒石油產(chǎn)生大量的溫室氣體，導(dǎo)致人類賴以生存的大氣層遭到前所未有的破壞，給現(xiàn)代文明抹上了一層陰影，并危及人類的生存。為了緩解石油危機(jī)，保護(hù)環(huán)境，人們將目光轉(zhuǎn)向了潔凈能源。
有眾多的替代能源可供選擇，其中能夠反復(fù)充放電的二次電池是較為理想的解決方案。目前，采用充電電池與燃料發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的混合動(dòng)力系統(tǒng)被認(rèn)為是適合當(dāng)前汽車技術(shù)的最合適的選擇，由此人們開發(fā)了混合電動(dòng)汽車，并成功實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。
在混合電動(dòng)汽車中，使用的是二次化學(xué)電源。目前商業(yè)化的混合電動(dòng)汽車主要使用鎳氫電池。這種電池具有較高的功率密度與能量密度，且制造技術(shù)成熟，是一種較為理想的混合電動(dòng)汽車用電池。但是，鎳氫電池使用了大量的鎳、鈷以及稀土金屬，使電池成本過高，對混合電動(dòng)汽車的大規(guī)模推廣與應(yīng)用極為不利。
鋰離子二次電池是近年來發(fā)展起來的新型儲(chǔ)能器件。鋰離子電池具有較鎳氫電池更高的能量密度，同時(shí)兼具較好的大電流充放電性能。雖然索尼公司于1990年率先提出并付諸產(chǎn)業(yè)化的LiCoO2/C電池體系可應(yīng)用于小型用電器具，但由于安全性差、成本高等原因而不能作為混合電動(dòng)汽車的電源。近年來，人們開發(fā)了新型正極材料，如錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。這些材料具有原料來源廣泛，價(jià)格低廉的特點(diǎn)。尤其是磷酸鐵鋰的長壽命與高安全性引起了人們的極大關(guān)注，可望真正解決鋰離子電池作為混合動(dòng)力電源的致命問題。
超級(jí)電容器也是近年來發(fā)展迅速的新型綠色儲(chǔ)能器件，它具有快速充放電特性，功率密度是普通電池的幾十倍甚至幾百倍。另外，循環(huán)次數(shù)可達(dá)100000次，是普通電池的幾百倍甚至幾千倍?；诔?jí)電容器的這種獨(dú)特性能，包括我國在內(nèi)的一些國家啟動(dòng)了使用超級(jí)電容器作為電源的電動(dòng)車輛研發(fā)項(xiàng)目。但是，超級(jí)電容器作為車用電源也存在致命的弱點(diǎn)，即在目前的技術(shù)水平下盡管其能量密度是常規(guī)電容器的100倍以上，但依然顯著低于二次電池(約為鋰離子電池的1/10)。
超級(jí)電容電池是一種將超級(jí)電容器與二次電池(目前主要為鋰離子電池)相結(jié)合而構(gòu)成的兼具兩者優(yōu)勢的新型綠色儲(chǔ)能系統(tǒng)。超級(jí)電容電池中，超級(jí)電容器與二次電池這兩種儲(chǔ)能體系的結(jié)合方式有兩種，一種是“外組合”式(即將兩者的單體通過電源管理系統(tǒng)組合成一個(gè)儲(chǔ)能組件或系統(tǒng))；另一種是“內(nèi)結(jié)合”式(即將兩者有機(jī)地結(jié)合在同一單體中)。已有研究表明，由基于活性炭電極材料的超級(jí)電容器與鋰離子電池通過“內(nèi)結(jié)合”構(gòu)成超級(jí)電容電池，可望獲得良好的性能。
超級(jí)電容電池作為一種新興的高性能綠色儲(chǔ)能系統(tǒng)，成為全球新能源材料與器件領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，其成功突破將會(huì)大量替代現(xiàn)行的二次電池或超級(jí)電容器，或解決現(xiàn)行的二次電池與超級(jí)電容器無法解決的問題，從而在電動(dòng)汽車、航空航天、國防軍工、電子信息和儀器儀表等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
目前在超級(jí)電容電池制造中，存在的一個(gè)突出問題是沒有專門針對此類電池而開發(fā)的電極材料。超級(jí)電容電池常用負(fù)極材料是金屬鋰。金屬鋰具有能量密度很高的優(yōu)勢，但在電池反復(fù)充放電過程中，容易在電極表面形成枝晶，極易導(dǎo)致電池適短路。日本富士重工提出在炭材料中預(yù)先摻雜鋰，形成鋰碳化合物。該方法雖然提高了負(fù)極的可靠性，但在其制作的超級(jí)電容電池中仍然需要加入金屬鋰，不能徹底解決電池的安全性問題。因此合成具有高安全性、高容量與高功率密度的負(fù)極材料對于超級(jí)電容電池來說是至關(guān)重要的。另外，傳統(tǒng)的具有電化學(xué)電容的活性炭材料的導(dǎo)電性不理想，不能滿足超級(jí)電容電池高功率密度下的放電要求。本發(fā)明的目的是提供一種超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法。本發(fā)明將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶(4～6)∶(5～7)混合。用鹽酸調(diào)pH值至2～4、攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入50～70℃恒溫水浴中加熱3～6小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是人造石墨、天然石墨、中間相炭微球、焦炭中的一種或多種，加入的重量比例是NA∶R＝(0.1～10)∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維、炭納米管中的一種或兩種，加入的重量比例是CM∶NA＝(0.01～0.3)∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為(3～12)∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至5～7，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理3～8天后，在空氣中于70℃干燥。再于N2或Ar氣氛中，于900～1200℃熱解5～10小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)與積極效果(1)本發(fā)明合成的石墨-活性炭復(fù)合材料兼具鋰離子可逆脫/嵌鋰貯能特性與電化學(xué)電容貯能特性；(2)傳統(tǒng)方法合成的活性炭盡管具有高的比表面積與發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，但由于孔徑小，離子很難進(jìn)入孔隙，因此大部分表面并不具有形成電化學(xué)雙電層的特性。本技術(shù)通過同步合成模板炭化法提高石墨-活性炭復(fù)合材料中孔率，使合成模板物質(zhì)和炭前驅(qū)體聚合物的兩個(gè)溶膠-凝膠反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對模板物質(zhì)和炭前驅(qū)體聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同步控制，使炭的中孔分布更為合理，中孔率進(jìn)一步提高。本發(fā)明技術(shù)制得的復(fù)合材料不僅具有高比表面積，同時(shí)具有高的中孔率，極大地提高了電化學(xué)電容。
(3)傳統(tǒng)的活性炭導(dǎo)電性差，本技術(shù)提出了將高電導(dǎo)率的炭納米管或炭纖維內(nèi)嵌于活性炭中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生多維電子通道，大大提高了復(fù)合負(fù)極材料的電子電導(dǎo)率，從而滿足負(fù)極材料超高倍率充放電的要求。
本發(fā)明技術(shù)制備的石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的物理與電化學(xué)特征如表1與表2所示。
表1 本發(fā)明技術(shù)制備的石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的物理特征
表2 本發(fā)明技術(shù)制備的石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)特征

圖1 實(shí)施例1中所得石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的SEM圖；圖2 實(shí)施例1～3中所得石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的XRD圖；圖3 實(shí)施例1～3中所得石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料的孔徑分布圖；圖4 實(shí)施例1中所得石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料在非鋰離子的有機(jī)電解質(zhì)體系中的恒流充放電曲線；圖5實(shí)施例1中所得石墨-活性炭復(fù)合負(fù)極材料在含鋰離子的有機(jī)電解質(zhì)體系中以0.1C放電、50C倍率充電的充放電曲線。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶4∶5混合。用鹽酸調(diào)pH值至2，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入50℃恒溫水浴中加熱3小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是人造石墨，加入的重量比例是NA∶R＝5∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維，加入的重量比例是CM∶NA＝0.01∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為3∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至5，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理8天后，在空氣中于70℃干燥。再于Ar氣氛中，于900℃熱解5小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
圖1列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的表面形貌，可知表面顆粒小于100nm。圖2列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的物相分析結(jié)果，為石墨層狀結(jié)構(gòu)。圖3列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的孔徑分布。圖4為石墨-活性炭復(fù)合材料在不含鋰離子的有機(jī)電解質(zhì)中的電化學(xué)電容特性。圖5為石墨-活性炭復(fù)合材料在含有鋰離子的有機(jī)電解質(zhì)中的脫/嵌鋰特性。經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1600m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為95％；10C與0.1C容量比為99％，50C與0.1C容量比為89％，電化學(xué)電容為140F/g，充放電容量為310mAh/g。
實(shí)施例2將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶4∶6混合。用鹽酸調(diào)pH值至3，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入60℃恒溫水浴中加熱4小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是天然石墨，加入的重量比例是NA∶R＝0.1∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭納米管，加入的重量比例是CM∶NA＝0.02∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為5∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至5.5，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理3天后，在空氣中于70℃干燥。再于N2氣氛中，于950℃熱解7小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
圖2列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的物相分析結(jié)果，為石墨層狀結(jié)構(gòu)。圖3列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的孔徑分布。經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1200m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為89％；10C與0.1C容量比為93％，50C與0.1C容量比為80％，電化學(xué)電容為100F/g，充放電容量為280mAh/g。
實(shí)施例3將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶5∶5混合。用鹽酸調(diào)pH值至4，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入70℃恒溫水浴中加熱5小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料為中間相炭微球，加入的重量比例是NA∶R＝3∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維，加入的重量比例是CM∶NA＝0.05∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為7∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至6，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理5天后，在空氣中于70℃干燥。再于Ar氣氛中，于1000℃熱解8小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
圖2列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的物相分析結(jié)果，為石墨層狀結(jié)構(gòu)。圖3列出了石墨-活性炭復(fù)合材料的孔徑分布。經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1350m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為93％；10C與0.1C容量比為97％，50C與0.1C容量比為86％，電化學(xué)電容為120F/g，充放電容量為300mAh/g。
實(shí)施例4將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶5∶7混合。用鹽酸調(diào)pH值至2，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入50℃恒溫水浴中加熱6小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是焦炭，加入的重量比例是NA∶R＝5∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維與炭納米管(兩者重量比為1∶100)，加入的重量比例是CM∶NA＝0.1∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為8∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的PH值至6.5，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理6天后，在空氣中于70℃干燥。再于Ar氣氛中，于1050℃熱解10小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1320m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為94％；10C與0.1C容量比為98％，50C與0.1C容量比為87％，電化學(xué)電容為110F/g，充放電容量為297mAh/g。
實(shí)施例5將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶6∶5混合。用鹽酸調(diào)pH值至3，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入60℃恒溫水浴中加熱3小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是人造石墨和天然石墨混合體(兩者重量比為1∶100)，或者是人造石墨與中間相炭微球混合體(兩者重量比為1∶100)，或者是中間相碳微球與焦炭混合體(兩者重量比為1∶100)，加入的重量比例是NA∶R＝8∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維和炭納米管混合體(兩者重量比是1∶0.01)，加入的重量比例是CM∶NA＝0.2∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為11∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至7，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理7天后，在空氣中于70℃干燥。再于N2或Ar氣氛中，于1100℃熱解10小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1500m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為92％；10C與0.1C容量比為96％，50C與0.1C容量比為85％，電化學(xué)電容為130F/g，充放電容量為293mAh/g。
實(shí)施例6將正硅酸乙酯(簡寫為TEOS)、蒸餾水(簡寫為H2O)、無水乙醇(簡寫為EtOH)按摩爾比例為TEOS∶H2O∶EtOH＝1∶6∶7混合。用鹽酸調(diào)pH值至4，攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入70℃恒溫水浴中加熱4小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(簡寫為Pr)。間苯二酚(簡寫為R)和甲醛(簡寫為F)按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1。在R與F的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料(簡寫為NA)，導(dǎo)電劑(簡寫為CM)以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液(Pr)，攪拌混勻。其中，鋰離子電池負(fù)極材料(NA)是人造石墨和天然石墨混合體(兩者重量比為1∶0.01)，或者是人造石墨與中間相炭微球混合體(兩者重量比為1∶0.01)，或者是中間相碳微球與焦炭混合體(兩者重量比為1∶0.01)，加入的重量比例是NA∶R＝10∶1；導(dǎo)電劑(CM)是炭纖維和炭納米管混合體(兩種重量比是1∶100)，加入的重量比例是CM∶NA＝0.3∶1；二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的TEOS與R的重量比例為12∶1。用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至7，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理6天后，在空氣中于70℃干燥。再于N2氣氛中，于1200℃熱解10小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨-活性炭復(fù)合材料。
經(jīng)過測定，上述石墨-活性炭復(fù)合材料的比表面積為1550m2/g，孔徑在5-15nm的中孔所占比率為93.8％；10C與0.1C容量比為97.6％，50C與0.1C容量比為87％，電化學(xué)電容為108F/g，充放電容量為305mAh/g。
權(quán)利要求
1.一種超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于將正硅酸乙酯、蒸餾水、無水乙醇按摩爾比為1∶(4～6)∶(5～7)混合，用鹽酸調(diào)pH值至2～4、攪勻后轉(zhuǎn)到密封瓶中，放入50～70℃恒溫水浴中加熱3～6小時(shí)，冷卻至室溫，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液。間苯二酚和甲醛按摩爾比1∶2溶于蒸餾水中，蒸餾水與間苯二酚的質(zhì)量比為10∶1，在間苯二酚與甲醛的混合水溶液中加入鋰離子電池負(fù)極材料，導(dǎo)電劑以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液，攪拌混勻，其中二氧化硅模板前驅(qū)體溶液中的正硅酸乙酯與間苯二酚的重量比例為(3～12)∶1，用質(zhì)量百分比為10％的氨水調(diào)整上述混合體系中的pH值至5～7，然后注入密封瓶中，在70℃恒溫水浴處理3～8天后，在空氣中于70℃干燥，再于N2或Ar氣氛中，于900～1200℃熱解5～10小時(shí)，用重量百分比為10％的氫氟酸溶解硅，除去模板，經(jīng)充分水洗、干燥，得到用于超級(jí)電容電池負(fù)極的石墨—活性炭復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于鋰離子電池負(fù)極材料選擇人造石墨、天然石墨、中間相炭微球、焦炭中的一種或多種，加入的重量比例為，鋰離子電池負(fù)極材料∶間苯二酚＝(0.1～10)∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于導(dǎo)電劑選擇炭纖維、炭納米管中的一種或兩種，加入的重量比例是，導(dǎo)電劑∶鋰離子電池負(fù)極材料＝(0.01～0.3)∶1。
全文摘要
一種用于超級(jí)電容電池的石墨－活性炭復(fù)合負(fù)極材料的制造方法，本發(fā)明先配制含水與乙醇的正硅酸乙酯的溶液，通過調(diào)節(jié)pH值，得到二氧化硅模板前驅(qū)體溶液；將間苯二酚和甲醛按一定比例溶于蒸餾水，再將鋰離子電池負(fù)極材料、導(dǎo)電劑以及二氧化硅模板前驅(qū)體溶液加入其中?？刂企w系的pH，反應(yīng)數(shù)天，將得到的產(chǎn)物在空氣中干燥，再在N
文檔編號(hào)H01M4/04GK101071852SQ20071003505
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者王志興, 李新海, 郭華軍, 彭文杰, 胡啟陽, 張?jiān)坪? 周友元, 劉云建, 周邵云, 楊勇 申請人:中南大學(xué)