[实用新型]超级电容复合电极材料的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超级电容复合电极材料的生产设备。

背景技术

超级电容器储能系统由于石油资源日趋短缺，并且燃烧石油的 内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重(尤其是在大、中城市)， 人们都在研究替代内燃机的新型能源装置。已经进行混合动力、燃料 电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。但是 由于它们固有的使用寿命短、温度特性差、化学电池污染环境、系统 复杂、造价高昂等致命弱点，一直没有很好的解决办法。而超级电容 器以其优异的特性扬长避短，可以部分或全部替代传统的化学电池用 于车辆的牵引电源和启动能源，并且具有比传统的化学电池更加广泛 的用途。正因为如此，世界各国(特别是西方发达国家)都不遗余力 地对超级电容器进行研究与开发。

其中美国、日本和俄罗斯等国家不仅在研发生产上走在前面，而 且还建立了专门的国家管理机构(如：美国的USABC、日本的SUN、 俄罗斯的REVA等)，制定国家发展计划，由国家投入巨资和人力，积 极推进。在我国推广使用超级电容器，能够减少石油消耗，减轻对石 油进口的依赖，有利于国家石油安全；有效地解决城市尾气污染和铅 酸电池污染问题。

超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔离物四个部件。 超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得 超大的电容量的。在超级电容器中，采用活性炭材料制作成多孔电极， 同时在相对的两个多孔炭电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电 压时，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负 离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成 双集电层。

而超级电容器性能的好坏，容量的大小，它们的主要区别在于电 极材料。通常选用的碳材料，金属氧化物和聚合物等单一材料作为超 级电容的电极材料，我们会发现这样得到的电容器的电容量和循环性 能不够优良，比如有的单一材料所制备的电极电容量比较大，但是它 的循环特性不明显，有的单一材料制备的电极，循环性很优良，但测 试所得的电容量却不如人意。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种将普通的碳材料用合适的 活化剂混合搅拌后，再通过合适的温度加热后，对碳材料进行活化和 炭化，从而获得比普通活性碳材料比表面积大的多的复合电极材料的 生产设备。

本实用新型采用的技术方案是：

一种超级电容复合电极材料的生产设备，包括依次连接在一起的 去除原料杂质的搅拌清洗机、对原材料进行提纯的沸腾炉、加入化学 原料进行拌匀的拌料箱、拌料后进行烘干的烘箱和加热后对原料中碳 材料进行活化和炭化的加热炉。

普通碳材料的原料通常都含有许多杂质，在利用前，首先要通过 搅拌清洗机将杂质去除干净，杂质除净后的原料放入沸腾炉中煮沸， 从而对原料进行提纯，得到更加纯净的碳材料，碳材料在制成复合电 极材料前，在拌料箱内加入其它化学原料，以提高复合电极材料的性 能，拌料箱对碳材料和其他化学原料进行拌料拌匀，得到复合材料， 拌匀后的复合材料中含有较多的水分，通过烘箱将复合材料中烘干， 得到干燥的复合材料，干燥的复合材料送入加热炉中，对复合材料进 行加热，对碳材料进行活化和炭化，从而获得比普通活性碳材料比表 面积大的多的复合电极材料，也就是大大增大了电容器的比电容量。

作为优选，所述的拌料箱上设置有净水槽，净水槽将水加热除气 体后放入拌料箱中进行拌料。

普通的水中通常含有气体，在进行拌料时，水中的气体可能会在 后续工艺中与原料发生反应，生成其他杂质，因此，拌料时用的水中 必须没有气体，净水槽通过加热将水中的气体去除，并送入拌料箱中 使用。

作为优选，所述的加热炉上设置有净化加热产生的酸性或碱性气 体的废气净化机。

在生产超级电容复合电极材料时，加热炉在加热过程中会产生较 多的酸性或碱性气体，这些气体若直接排放，会影响周边的空气质量， 通过废气净化机对这些酸性或碱性气体进行净化吸收，从而防止对大 气的污染。