[发明专利]一种高负载量活性炭电极制备方法

说明书

本发明公开了一种高负载量活性炭电极制备方法，按重量份取活性炭、结晶氯化铝、碳酸钙并均匀混合；按重量份取再加入钠水玻璃与去离子水混合均匀，得到活性物质浆料；将所得的活性物质浆料均匀涂覆在电极基材上，置于50℃‑130℃下干燥2小时；将涂覆后并干燥的电极置于氮气保护的气氛炉中，600℃‑900℃下煅烧3小时；在盐酸溶液中浸泡3小时，之后用水冲洗，干燥，得到高负载量活性炭电极。本发明所述的电极涂覆方法，采用了无机粘结剂将活性炭涂覆到电极基材上；该方法不仅使得活性炭与电极基材稳定的结合在一起，而且很好的解决了电极制备中活性炭涂覆量太小的问题，使得电极的电化学性能明显提高，可以应用到实际生产当中。

技术领域

本发明属于电化学领域，尤其涉及一种高负载量活性炭电极制备方法。

背景技术

作为电化学装置的重要组成部分，电极的稳定性与电化学性能决定了其在实际应用中的价值。其中，活性炭电极广泛应用于电池、电容器、电化学除盐等装置中。活性炭材料在电极表面涂覆的量决定了电极的电化学性能。所以，如何改进涂覆工艺，增大活性炭材料的涂覆量，得到电化学性能好，稳定性高的活性炭电极具有十分重要的研究意义和应用价值。

为得到能够在实际应用中稳定使用的活性炭电极，一般需要将炭材料作为活性物质粘结涂敷在导电的基底表面，要求得到的电极牢固稳定，可长期使用。目前，通常是用聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯等有机粘结剂，通过一定的工艺将活性炭涂敷到铜箔、铝箔、碳纸、碳布等导基底电极表面上。但是，有机粘结剂的使用会增大电极的内阻，从而降低所制备电极的电化学性能；另一方面，有机粘结剂耐高温性能差，无法满足碳电极的后续高温处理；尤其重要的是，使用有机粘结剂，活性炭涂覆的量一般仅为几毫克，载量较低，在实际应用中无法发挥活性炭电极的最大效率，满足不了如电容除盐等实际应用。

现有的活性炭电极一般都是利用有机粘结剂通过压覆法、喷涂发制备的，但由于利用有机粘结剂制备出的电极的活性炭负载量小、耐水性差、导电率差等问题，使得活性炭电极一直不能在实际生活中得到应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高负载量活性炭电极制备方法，旨在解决现有电极制备技术中电极材料涂覆量小，载量较低，在实际应用中无法发挥活性炭电极的最大效率，满足不了如电容除盐等实际应用的问题。

本发明是这样实现的，一种高负载量活性炭电极，所述高负载量活性炭电极按重量份包括：活性炭60份-90份、钠水玻璃5份-30份、结晶氯化铝5份-15份、碳酸钙1份-10份、去离子水1份-5份。

进一步，所述活性炭为20目-300目。

本发明的另一目的在于提供一种所述高负载量活性炭电极的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、按重量份取活性炭、结晶氯化铝、碳酸钙并均匀混合；按重量份取再加入钠水玻璃与去离子水混合均匀，得到活性物质浆料；

步骤二、将步骤一所得的活性物质浆料均匀涂覆在电极基材上，置于50℃-130℃下干燥1小时-4小时，得涂覆后的电极；

步骤三、将步骤二涂覆后并干燥的电极置于氮气保护的气氛炉中，600℃-900℃下煅烧2小时-4小时，得到涂覆好的电极板；

步骤四、在0.5mol/L-2mol/L浓度的盐酸溶液中浸泡0.5小时-3小时，之后用水冲洗，室温下干燥，得到高负载量活性炭电极。

进一步，所述的电极基材为：碳纸或碳布。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述高负载量活性炭电极的海水淡化方法。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述高负载量活性炭电极的处理工业废水方法。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述高负载量活性炭电极的净化生活用水方法。