專利名稱：一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池電極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法。
背景技術(shù)：
目前主要使用碳或石墨材料作為電池電極材料，如碳板、碳棒、石墨塊等。但此類 材料比表面積小，密度高，制作成電極材料一般有較大體積，不利于電池小型化設(shè)計。泡沫石墨由于其低密度、高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率特點，被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如高溫電容材料、催化劑載體、過濾器、支架材料等[I]。鑒于泡沫石墨多孔，高比表面積，低電阻以及抗腐蝕性特點[2]，尤其是大孔徑(>2_)泡沫石墨，開孔率高達98%，便于物質(zhì)傳遞，降低物質(zhì)擴散阻力[3]，可以作為理想電極材料應(yīng)用在多種電池中，如鉛酸蓄電池，微生物燃料電池，海底沉積物微生物燃料電池。目前已開發(fā)的多孔電極都具有很好的性能，如多孔類碳糊電極能快速準確檢測大腸桿菌(E. coli 0157:H7) [4];多孔鎳鐵電極具有較高的催化活性[5]；多孔泡沫銅陽極不僅增大了表面積，而且顯著緩解電極在充放電過程中體積變化[6]。泡沫碳、泡沫石墨材料具有較好的應(yīng)用前景，如鉛酸蓄電池極板，三維結(jié)構(gòu)泡沫碳作骨架，可與活性物質(zhì)呈立體接觸，使得電流和電勢在電池極板上分布更加均勻，從而減少電池表面電化學(xué)極化和極化電阻，有利于活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高活性物質(zhì)利用率和比能量[7]。碳纖維與耐高溫粘合劑制得各種厚度及各種形狀的泡沫碳纖維復(fù)合材料，具有剛性好、隔熱保溫性能好、耐高溫、耐燒蝕、耐氣流沖刷、使用壽命長、更換容易、使用成本低等特點，主要用于熱處理、粉末冶金、化工機械、金屬陶瓷、模具、電子等行業(yè)[8]。碳泡沫結(jié)構(gòu)絕緣板包括碳泡沫芯以及與碳泡沫芯結(jié)合層，其主要應(yīng)用包括住宅和商業(yè)建筑、飛行器以及船舶的結(jié)構(gòu)元件和阻燃元件[9]。但是大孔徑泡沫石墨多孔、易脆，導(dǎo)致導(dǎo)線和泡沫石墨連接困難，導(dǎo)線連接處密封不嚴，機械強度低的缺點，造成導(dǎo)線和大孔泡沫石墨連接處密封不牢，導(dǎo)線容易腐蝕，連接處易脫落，影響電極質(zhì)量，降低電池性能，縮短電極使用壽命。為克服這些缺點，本發(fā)明設(shè)計了一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法。參考文獻[I]陳文·碳泡沫及石墨泡沫在航空上的應(yīng)用.航空維修與工程[J]，2005，3(23) :33-35.[2]張宏波，羅瑞盈，劉濤等.碳泡沫的結(jié)構(gòu)及其性能.炭素技術(shù)[J]，2005，24(1) :21-25.[3]J. M. Friedrich, C. Ponce-de-Le-on，G. ff. Reade. Reticulatedvitreous carbon as an electrode material.Journal of ElectroanalyticalChemistry[J]· 2004，15(6) :203-217[4]許利劍,杜晶晶,鄧燕等.多孔類碳糊電極的羧基化及其對Escherichia coli0157:H7的檢測.分析化學(xué)研究報告[J]· 2010，9 (38) :1261-1266.
[5]趙振宇，李培金，孟慶函等.多孔鎳鐵電極電解還原制備2，2' -二氯氫化偶氮苯·化工進展[J]· 2010，9 (29) =1640-1646.[6]胡思江，李慶余，黃世穩(wěn)等.多孔泡沫銅支撐錫薄膜陽極材料的制備及性能.中國有色金屬學(xué)報[J]. 2009,11(19) =2006-2010.[7]劉凡，張志堅，陳曉奎等.一種鉛酸蓄電池極板制作方法.2010-9-22.專利號CN201010166314. O.[8]尚東紅.泡沫碳纖維復(fù)合材料· 2008-11-18.專利號200810228852. O.[9]D · J ·米勒，Y ·格里芬，M ·塞格爾.碳泡沫絕緣板.2006-12-7.專利200680051268. I.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的大孔徑泡沫石墨與導(dǎo)線連接困難，導(dǎo)線連接處易腐蝕、脫落的缺點，發(fā)明了一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法。為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)第一步復(fù)合材料制備所述大孔徑泡沫石墨和石墨板復(fù)合材料具體制備方法為分別用600目，800目砂紙將石墨板打磨平整，泡沫石墨用600目砂紙打磨平整。將上述產(chǎn)物放入蒸餾水中，超聲處理15min，然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將上述產(chǎn)物放在鼓風(fēng)干燥箱中，60 80°C烘干。將上述干燥好的石墨板上涂上一層含導(dǎo)電石墨粉的普通膠粘結(jié)劑，然后將泡沫石墨粘結(jié)在石墨板上，使泡沫石墨、導(dǎo)電粘結(jié)層和石墨板粘連在一起，具有一定的機械強度，能滿足實際應(yīng)用要求。將上述干燥好的石墨板上涂上一層含導(dǎo)電石墨粉的耐高溫粘結(jié)劑，然后在1000 1500°C條件燒結(jié)，使泡沫石墨、導(dǎo)電粘結(jié)層和石墨板牢固的粘連在一起，具有一定的機械強度，能滿足實際應(yīng)用要求。第二步復(fù)合電極制備在上述制備好的復(fù)合材料的石墨板上用電鉆打一直徑為2 3mm,深度為5 8mm的小孔。該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。第三步復(fù)合電極組裝電池將上述制備好的復(fù)合電極作為陽極放入圓柱形電池槽(高度22cm，直徑15cm)底部，加入海底沉積物(沉積物高度IOcm)，沉積物上加入海水(海水高度8cm)，將普通碳板陰極放在海水中。陰陽極之間通過導(dǎo)線連接外電阻組裝成海底沉積物微生物燃料電池。將普通碳塊陽極放入圓柱形電池槽(高度22cm，直徑15cm)底部，加入海底沉積物(沉積物高度IOcm)，沉積物上加入海水(海水高度8cm)，將上述制備好的復(fù)合電極作為陰極放在海水中。陰陽極之間通過導(dǎo)線連接外電阻組裝成海底沉積物微生物燃料電池。第四步復(fù)合電極和電池性能測試復(fù)合電極作陰極電位直接通過飽和甘汞電極(SCE，上海精密科學(xué)有限公司232C)測出，作陽極電位通過開路電位減去陰極電位計算得到。陰、陽極和可調(diào)節(jié)電阻箱(ZX21，天水長城電子儀器廠，阻值O 10000 Q )串聯(lián)組成閉合回路，改變電流、電壓值待穩(wěn)定15min后記錄數(shù)據(jù)，繪制電極和電池極化曲線。功率通過公式P = UI(U電壓；1電流)計算出，將功率除以測試電極表觀面積，繪制功率密度曲線。將陰、陽極和5000Q外電阻串聯(lián)組成閉合回路，進行長期放電實驗，測試復(fù)合電極及其組裝電池的穩(wěn)定性。發(fā)明效果本發(fā)明具有如下優(yōu)點(I)本發(fā)明制備的復(fù)合電極將大孔徑泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層結(jié)合在一起，導(dǎo)線直接從石墨板一側(cè)接出增大了導(dǎo)線和電極連接處機械強度。(2)本發(fā)明制備的復(fù)合電極，導(dǎo)線直接從石墨板接出，導(dǎo)線和石墨板接觸面為平面，便于密封，克服了大孔徑泡沫石墨直接和導(dǎo)線相連，泡沫石墨的孔隙造成連接處密封不嚴的缺點。(3)本發(fā)明制備的復(fù)合電極，導(dǎo)線直接從石墨板接出，連接處密封良好，使電解液不容易透過導(dǎo)線和大孔徑泡沫石墨連接處浸到導(dǎo)線內(nèi)部腐蝕導(dǎo)線，增強了復(fù)合電極的抗腐蝕性，延長了復(fù)合電極使用壽命。(4)本發(fā)明制備的復(fù)合電極，機械強度提高，耐腐蝕性增強，便于實際應(yīng)用。(5)由此復(fù)合電極構(gòu)成電池，電池性能穩(wěn)定，壽命提高。


圖I為本發(fā)明導(dǎo)線連接復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)示意圖I)大孔徑泡沫石墨2)石墨板3)導(dǎo)電粘結(jié)層4)表面密封、防水絕緣環(huán)氧樹脂5)導(dǎo)線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例來近一步詳細說明本發(fā)明。實施例I :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min,將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，60°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉按3 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在40°C條件下固化120min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為5mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例2 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉按2 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在40°C條件下固化120min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為6mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。
實施例3 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，80°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉按I : I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在40°C條件下固化120min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為3mm，深度為8mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例4 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，60°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉 按3 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在25°C條件下固化12h，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為8mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例5 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉按2 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在25°C條件下固化12h，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為5mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例6 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，80°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由雙組份室溫固化碳纖維膠和石墨粉按I : I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在25°C條件下固化12h，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為6mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例I :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，60°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按3 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1000°C條件下燒結(jié)20min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為8mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例8 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按
2 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1000°C條件下燒結(jié)20min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為3mm，深度為5mm的小孔， 該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例9 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，80°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按
1 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1000°C條件下燒結(jié)20min，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述制備好的復(fù)合材料的石墨板上用電鉆打一直徑為3mm，深度為6mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例10 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法。泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，60°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按
3 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1300°C條件下燒結(jié)lOmin，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為3mm，深度為8mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例11 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，70°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按
2 I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1300°C條件下燒結(jié)lOmin，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為5mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例12 :本實施例用于說明復(fù)合電極制備方法泡沫石墨經(jīng)600目砂紙打磨，石墨板經(jīng)600目、800目砂紙打磨光滑。將泡沫石墨和石墨板放入蒸懼水中，超聲處理15min,然后在丙酮溶液中超聲處理20min。將泡沫石墨和石墨板放在鼓風(fēng)干燥箱中，80°C烘干。導(dǎo)電粘結(jié)層由耐高溫?zé)o機納米復(fù)合膠和石墨粉按I I比例組成。泡沫石墨和石墨板通過導(dǎo)電粘結(jié)層粘連，在1300°C條件下燒結(jié)lOmin，制備泡沫石墨復(fù)合材料。在上述復(fù)合材料石墨板上用電鉆打一直徑為2mm，深度為6mm的小孔，該孔內(nèi)帶螺紋，將同樣直徑導(dǎo)電螺釘擰入，在螺釘內(nèi)插入銅線，用絕緣環(huán)氧樹脂將導(dǎo)線密封在小孔中。實施例13 :本實施例用于說明復(fù)合電極應(yīng)用于海底沉積物微生物燃料電池將上述復(fù)合電極作為陽極放入圓柱形電池槽(高度22cm，直徑15cm)底部，加入海底沉 積物(沉積物高度IOcm)，沉積物上加入海水(海水高度8cm)，將普通碳板陰極放在海水中。陰陽極之間通過導(dǎo)線連接外電阻組裝成海底沉積物微生物燃料電池。陰極電位直接通過飽和甘汞電極(SCE，上海精密科學(xué)有限公司232C)測出，復(fù)合陽極電位通過開路電位減去陰極電位計算得到。陰極，復(fù)合陽極和可調(diào)節(jié)電阻箱(ZX21，天水長城電子儀器廠，阻值0 10000 Q )串聯(lián)組成閉合回路，改變電流、電壓值待穩(wěn)定15min后記錄數(shù)據(jù)，繪制復(fù)合陽極和電池極化曲線。功率通過公式P = UI(U電壓；1電流)計算出，將功率除以復(fù)合陽極表觀面積，繪制功率密度曲線。將陰極，復(fù)合陽極和5000 Q電阻串聯(lián)組成閉合回路，進行長期放電實驗，測試復(fù)合陽極穩(wěn)定性。結(jié)果表明復(fù)合陽極極化曲線斜率降低，抗極化能力增加。該陽極多孔性能降低了物質(zhì)傳遞阻力，組裝的海底沉積物微生物燃料電池內(nèi)阻下降到241 Q，最大功率密度151. 3mW/m2，對應(yīng)電流密度為347. OmA/m2。經(jīng)過6個月長期放電測試顯不復(fù)合陽極電位維持在_450mV左右，電池輸出電壓維持在650mV,具有相對穩(wěn)定性。實施例14 :本實施例用于說明復(fù)合電極應(yīng)用于海底沉積物微生物燃料電池將普通碳塊陽極放入圓柱形電池槽(高度22cm，直徑15cm)底部，加入海底沉積物(沉積物高度IOcm)，沉積物上加入海水(海水高度8cm)，將上述復(fù)合電極作為陰極放在海水中。陰陽極之間通過導(dǎo)線連接外電阻組裝成海底沉積物微生物燃料電池。復(fù)合陰極電位直接通過飽和甘汞電極(SCE，上海精密科學(xué)有限公司232C)測出。復(fù)合陰極，陽極和可調(diào)節(jié)電阻箱(ZX21，天水長城電子儀器廠，阻值O 10000Q)串聯(lián)組成閉合回路，改變電流、電壓值待穩(wěn)定15min后記錄數(shù)據(jù)，繪制復(fù)合陰極和電池極化曲線。功率通過公式P = UI(U電壓；1電流)計算出，將功率除以復(fù)合陰極表觀面積，繪制功率密度曲線。將復(fù)合陰極，陽極和5000 Q電阻串聯(lián)組成閉合回路，進行長期放電實驗，測試復(fù)合陰極穩(wěn)定性。結(jié)果表明復(fù)合陰極極化曲線斜率降低，抗極化能力增加。該陰極多孔性能擴大氧還原反應(yīng)三相界面，組裝的海底沉積物微生物燃料電池內(nèi)阻下降到208Q，最大功率密度181. 5mW/m2，對應(yīng)電流密度為397. ImA/m2。經(jīng)過6個月長期放電測試顯示復(fù)合陰極電位維持在250mV左右，電池輸出電壓維持在660mV，具有相對穩(wěn)定性。實施例15 :本實施例用于說明復(fù)合電極應(yīng)用于雙室微生物燃料電池將上述復(fù)合電極作為陽極放入圓柱形電池槽(高度20cm，直徑10cm)，加入含有葡萄糖等有機物質(zhì)廢水(高度15cm)，將上述復(fù)合電極作為陰極放入另一圓柱形電池槽(高度20cm，直徑10cm)，加入普通廢水(高度15cm)并通入空氣，中間用軟管相連且用質(zhì)子交換膜隔離，外電路通過導(dǎo)線連接，組裝雙室微生物燃料電池。復(fù)合陰極電位直接通過飽和甘汞電極(SCE，上海精密科學(xué)有限公司232C)測出，復(fù)合陽極電位通過開路電位減去復(fù)合陰極電位計算出。復(fù)合陰極，復(fù)合陽極和可調(diào)節(jié)電阻箱(ZX21，天水長城電子儀器廠，阻值O 10000 Q )串聯(lián)組成閉合回路，改變電流、電壓值待穩(wěn)定15min后記錄數(shù)據(jù)，繪制復(fù)合陰極，復(fù)合陽極和電池極化曲線。功率通過公式P = n(U電壓；I電流)計算出，將功率除以復(fù)合電極表觀面積，繪制功率密度曲線。將復(fù)合陰極，復(fù)合陽極和5000Q電阻串聯(lián)，進行長期放電實驗，測試復(fù)合陰極穩(wěn)定性。結(jié)果表明該微生物燃料電池內(nèi)阻下降到157 Q，最大功率密度達到213. 7mW/m2，對應(yīng)電流密度為453. 2mA/m2。經(jīng)過6個月長期放電測試顯示復(fù)合陰極電位維持在250mV左右，復(fù)合陽極電位維持在-450mV左右，電池輸出電壓維持在700mV ，具有相對穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法，其特征在于首先制備大孔徑泡沫石墨和石墨板復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合材料具體制備方法為大孔徑泡沫石墨與石墨板經(jīng)含導(dǎo)電石墨粉的粘結(jié)劑粘結(jié)，制成復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合材料具體制備方法為大孔徑泡沫石墨與石墨板先經(jīng)含導(dǎo)電石墨粉的耐高溫粘結(jié)劑粘結(jié)，再高溫?zé)Y(jié)，制成復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法，其特征在于復(fù)合材料石墨板連接導(dǎo)線，形成復(fù)合電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池電極材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種大孔徑泡沫石墨復(fù)合電極制備方法。本發(fā)明是大孔徑泡沫石墨和石墨板經(jīng)導(dǎo)電粘結(jié)劑粘結(jié)，制成導(dǎo)電復(fù)合材料，石墨板層連接導(dǎo)線形成復(fù)合電極。復(fù)合電極導(dǎo)線從復(fù)合材料石墨板上引出，解決了導(dǎo)線直接從大孔徑泡沫石墨引出導(dǎo)致導(dǎo)線和泡沫石墨連接處密封不嚴，機械強度低，易腐蝕的技術(shù)缺點。用該復(fù)合電極構(gòu)建電池具有輸出功率高，性能穩(wěn)定，使用壽命延長等特點。
文檔編號H01M4/36GK102637857SQ20121011910
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者于建, 付玉彬, 劉媛媛, 盧志凱, 張業(yè)龍, 徐謙, 王丹玉 申請人:中國海洋大學(xué)