一种废弃pvc制备的电化学稳定性高的复合电极材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学能源材料领域，特别是一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着便携式和可穿戴电子产品的发展，储能装置及器件提出了更轻、更薄、更小、容量更大的要求，在众多储能方式中，超级电容器因具有很高的功率密度及较高的能量密度得到了广泛的关注。超级电容器分为双电层电容器以及法拉第赝电容两类。双电层电容器的电极材料主要是碳材料，赝电容器的电极材料是过渡金属氧化物、氢氧化物以及导电聚合物。为了得到更高的容量，目前将碳材料和过渡金属氧化物复合，发挥两者的优势。钴酸锂能够抑制电池极化，减少热效应，提高倍率性能，能够降低电池内阻，提高一致性，增加电池的循环寿命。
随着PVC塑料的广泛应用，如何回收利用不断增加的废弃PVC成为迫切需要解决的问题，伴随着科技的发展，废弃PVC的资源化利用的新技术在不断的发展，现在以废弃PVC为原料生产活性炭是研宄的热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料及其制备方法。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，由下列重量份的原料制成:钴酸锂2-3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、3，4-乙撑二氧噻吩2-3、聚偏氟乙烯1-2、乙烯基三乙氧基硅烷1-3、蒸馏水8-15、铜粉1-2、二硼化铪1-3、改性废弃PVC基活性炭100-130 ；
所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:偏硅酸钠1-2、沉淀法白炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷2-3、氟化锆1-2、硬脂酸锌1-2、四氯化钛2-3、三氟化铁1_2、废弃PVC材料400-500、重铬酸钾20-30、氨水40-60 ；制备方法是(I)将废弃的PVC粉碎成颗粒均匀的平铺在陶瓷蒸发皿上，在氧气的环境中，以5° C/min的速度升温，在300-350° C维持2-3小时，结束后再将废弃的PVC和重铬酸钾混合均匀放入煅烧炉中，以每分钟10?30° C的速度升温，加热至600-700° C获得活化的活性炭，自然冷却至室温，将活性炭、甲基三乙氧基硅烷、偏硅酸钠和其余剩余物质混合，加热至80-90° C时搅拌反应20-40分钟，再加到氨水中，控制压强在2-3MPa温度在100-120° C下维持2_3小时，取出烘干球磨成200-400目粉末，即可。
[0005]本发明所述一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，由以下步骤具体制成:
(I)将聚偏氟乙烯、蒸馏水、聚乙烯吡咯烷酮和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60° C，形成浆料，喷雾干燥后备用；
(2)将步骤(I)的产物和乙烯基三乙氧基硅烷及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600。C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
[0006]本发明的优点是:本发明利用废弃的PVC材料制备的活性炭，具有比表面积大、导电效率高、制备工艺简单等优点，添加的钴酸锂能够抑制电池极化，减少热效应，提高倍率性能，能够降低电池内阻，提高一致性，增加电池的循环寿命的作用。
[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]一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:钴酸锂3、聚乙烯吡咯烷酮1、3，4_乙撑二氧噻吩3、聚偏氟乙烯1、乙烯基三乙氧基硅烷2、蒸馏水13、铜粉2、二硼化铪2、改性废弃PVC基活性炭120 ；
所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份(公斤)的原料制成:偏硅酸钠1、沉淀法白炭黑2、甲基三乙氧基硅烷2、氟化锆2、硬脂酸锌1、四氯化钛2、三氟化铁2、废弃PVC材料400、重铬酸钾26、氨水56 ;制备方法是(I)将废弃的PVC粉碎成颗粒均匀的平铺在陶瓷蒸发皿上，在氧气的环境中，以5° C/min的速度升温，在300-350° C维持2_3小时，结束后再将废弃的PVC和重铬酸钾混合均匀放入煅烧炉中，以每分钟10?30° C的速度升温，加热至600-700° C获得活化的活性炭，自然冷却至室温，将活性炭、甲基三乙氧基硅烷、偏硅酸钠和其余剩余物质混合，加热至80-90° C时搅拌反应20-40分钟，再加到氨水中，控制压强在2-3MPa温度在100-120° C下维持2_3小时，取出烘干球磨成200-400目粉末，即可。
[0009]本发明所述一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，由以下步骤具体制成:
(1)将聚偏氟乙烯、蒸馏水、聚乙烯吡咯烷酮和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60° C，形成浆料，喷雾干燥后备用；
(2)将步骤(I)的产物和乙烯基三乙氧基硅烷及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600。C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
[0010]以实施例中的电极材料和导电剂、粘结剂按照比例混合，加入少量的无水乙醇混合均匀，均匀涂抹在不锈钢网集流体上真空干燥，以饱和甘汞电极为参比电极，聚四氟乙烯为隔膜，以6mol/l的KOH电解质水溶液为电解液，在1.2-2.5V的范围内，在恒流(5mA)下进行循环测试，容量:1.65F，内阻:1.5 Ω.m，循环容量保持率(％):98.5。
【主权项】
1.一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:钴酸锂2-3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、3，4_乙撑二氧噻吩2-3、聚偏氟乙烯1_2、乙烯基三乙氧基硅烷1-3、蒸馏水8-15、铜粉1-2、二硼化铪1-3、改性废弃PVC基活性炭100-130 ； 所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:偏硅酸钠1-2、沉淀法白炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷2-3、氟化锆1-2、硬脂酸锌1-2、四氯化钛2-3、三氟化铁1_2、废弃PVC材料400-500、重铬酸钾20-30、氨水40-60 ；制备方法是(I)将废弃的PVC粉碎成颗粒均匀的平铺在陶瓷蒸发皿上，在氧气的环境中，以5° C/min的速度升温，在300-350° C维持2-3小时，结束后再将废弃的PVC和重铬酸钾混合均匀放入煅烧炉中，以每分钟10?30° C的速度升温，加热至600-700° C获得活化的活性炭，自然冷却至室温，将活性炭、甲基三乙氧基硅烷、偏硅酸钠和其余剩余物质混合，加热至80-90° C时搅拌反应20-40分钟，再加到氨水中，控制压强在2-3MPa温度在100-120° C下维持2_3小时，取出烘干球磨成200-400目粉末，即可。
2.根据权利要求1所述一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，其特征在于，由以下步骤具体制成: (1)将聚偏氟乙烯、蒸馏水、聚乙烯吡咯烷酮和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60° C，形成浆料，喷雾干燥后备用； (2)将步骤(I)的产物和乙烯基三乙氧基硅烷及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600。C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
【专利摘要】本发明公开了一种废弃PVC制备的电化学稳定性高的复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：钴酸锂2-3、聚乙烯吡咯烷酮1-2、3,4-乙撑二氧噻吩2-3、聚偏氟乙烯1-2、乙烯基三乙氧基硅烷1-3、蒸馏水8-15、铜粉1-2、二硼化铪1-3、改性废弃PVC基活性炭100-130；本发明利用废弃的PVC材料制备的活性炭，具有比表面积大、导电效率高、制备工艺简单等优点，添加的钴酸锂能够抑制电池极化，减少热效应，提高倍率性能，能够降低电池内阻，提高一致性，增加电池的循环寿命的作用。
【IPC分类】H01G11-30, H01M4-36
【公开号】CN104851598
【申请号】CN201510154830
【发明人】江豪, 梅务华, 姚志国
【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2日