一种兰炭基多孔碳材料制备方法及电极材料应用装置

技术领域

本发明涉及碳材料技术领域，具体涉及一种兰炭基多孔碳材料制备方法及电极材料应用装置。

背景技术

兰炭是由煤经过中低温处理所形成的一种清洁煤种，它的固定碳含量、比电阻率、化学活性都很高，灰分率、含硫率、含磷率、含水率都非常低，但它的抗压强度很小，易碎，依据它的这些优点，兰炭在不断的取代焦炭，并且在其他新兴领域有着很大的发展潜力。针对现有技术存在以下问题：

现代由兰炭制作电极材料时，常采用活化炉煅烧对原料进行活化，活化之后的导电性能较差，离子游离的速度较慢，导致电极材料的导电效率低，使用效果差的问题。

发明内容

本发明提供一种兰炭基多孔碳材料制备方法及电极材料应用装置，目的是为了具备导电效率高的特点，解决采用活化炉煅烧对原料进行活化，活化之后的导电性能较差，离子游离的速度较慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种兰炭基多孔碳材料制备方法，该兰炭基多孔碳材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一、取料粉碎；

步骤二、酸碱预处理；

步骤三、微波脱氢处理；

步骤四、活化处理；

步骤五、造粒成型。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一包括：称取定量的兰炭，将兰炭投入到粉碎机中粉碎，并且将粉碎后的兰炭筛分成兰炭粉末，粉碎的筛分目数为60-100目。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二包括：将筛分后的兰炭投入到1.5mol/L的HCL溶液中浸泡8-10h后用蒸馏水洗涤至中性，然后再用1.5mol/L的NaOH溶液浸泡8-10h后，再用蒸馏水洗涤至中性，最后将洗涤后的溶液干燥得兰炭粉末。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤三包括：将干燥后的兰炭粉末投入到密封箱内，再通微波辐射机向密封箱内进行照射，将兰炭中的氢脱去，照射的时间为1-3h。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤四包括：将脱氢后的兰炭制备成溶液，再向溶液中加入氢氧化钾进行活化，并且在加入氢氧化钾之后用搅拌杆不停搅拌，加快氢氧化钾与兰炭混合融合，搅拌4h之后，将混合溶液投入干燥机中进行干燥处理。

第二方面，本发明还提供一种兰炭基多孔碳材料的电极材料应用装置，包括电容器本体，所述电容器本体的顶面设置有电极，所述电极包括权利要求1-6所述的兰炭材料制作而成，所述电容器本体的外部设置有防护机构。

优选的，所述防护机构包括防护外壳，所述防护外壳的内部固定连接有防水层，所述防水层的材质为防水海绵，所述防水层的内侧固定连接有缓冲层，所述缓冲层的内壁固定连接有铰接钢筋，所述缓冲层的内侧固定连接有减震块，所述减震块的侧面与电容器本体的侧面固定连接。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供一种兰炭基多孔碳材料制备方法及电极材料应用装置，采用兰炭、氢氧化钾、微波辐射机、酸碱预处理、粉碎机的配合，通过粉碎机将兰炭粉碎，并进行酸碱预处理，配合微波辐射机进行脱氢处理，最后经过氢氧化钾进行活化，该成品应用于电池负极材料具有优异的循环稳定性和良好的导电效率，避免了采用活化炉煅烧对原料进行活化，活化之后的导电性能较差，离子游离的速度较慢的问题，提高了电极材料的导电性，并且提高了电器的使用效果。

2、本发明提供一种兰炭基多孔碳材料制备方法及电极材料应用装置，采用防护机构、防水层、缓冲层、铰接钢筋、减震块的配合，通过防护机构中的防水层对外界水分遮挡，减少电容器受潮的概率，并且通过缓冲层和铰接钢筋的配合，提高电容器的抗压抗摔能力，避免了电容器受潮或挤压损坏的问题，保证了电容器的正常使用寿命，节约了成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明防护机构的结构示意图；

图3为本发明缓冲层的结构示意图。

图中：1、电容器本体；2、电极；3、防护机构；31、防护外壳；32、防水层；33、缓冲层；331、铰接钢筋；332、减震块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

第一方面，如图1-3所示，本发明提供了一种兰炭基多孔碳材料制备方法，该兰炭基多孔碳材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一、取料粉碎；

步骤二、酸碱预处理；

步骤三、微波脱氢处理；

步骤四、活化处理；

步骤五、造粒成型。

其中，步骤一包括：称取定量的兰炭，将兰炭投入到粉碎机中粉碎，并且将粉碎后的兰炭筛分成兰炭粉末，粉碎的筛分目数为60-100目，步骤二包括：将筛分后的兰炭投入到1.5mol/L的HCL溶液中浸泡8-10h后用蒸馏水洗涤至中性，然后再用1.5mol/L的NaOH溶液浸泡8-10h后，再用蒸馏水洗涤至中性，最后将洗涤后的溶液干燥得兰炭粉末，步骤三包括：将干燥后的兰炭粉末投入到密封箱内，再通微波辐射机向密封箱内进行照射，将兰炭中的氢脱去，照射的时间为1-3h，步骤四包括：将脱氢后的兰炭制备成溶液，再向溶液中加入氢氧化钾进行活化，并且在加入氢氧化钾之后用搅拌杆不停搅拌，加快氢氧化钾与兰炭混合融合，搅拌4h之后，将混合溶液投入干燥机中进行干燥处理，步骤五包括：将活化后的兰炭投入到造粒机中，利用装有模具的冷压成型机进行造粒成型，得到兰炭颗粒，并且使用该兰炭颗粒制作电极材料。

在本实施例中，通过粉碎机对兰炭初步粉碎，方便对兰炭进行后续的加工处理，再将兰炭分别投入到HCL溶液和NaOH溶液中进行浸泡，且将浸泡后的溶液均用蒸馏水洗涤到中性，并且将溶液干燥成兰炭粉末，再利用微波辐射机进行脱氢处理，最后加入氢氧化钾进行活化处理，该成品应用于电池负极材料具有优异的循环稳定性和良好的导电效率，提高了电极材料的导电性，并且提高了电器的使用效果，扩大了具有特殊性质的兰炭的使用范围，增加了产品附加值，提高了其市场利用价值。

实施例2

第二方面，如图1-3所示，在实施例1的基础上，本发明还提供一种技术方案：一种兰炭基多孔碳材料的电极材料应用装置，包括电容器本体1，电容器本体1的顶面设置有电极2，电极2包括权利要求1-6的兰炭材料制作而成，电容器本体1的外部设置有防护机构3，防护机构3包括防护外壳31，防护外壳31的内部固定连接有防水层32，防水层32的材质为防水海绵，防水层32的内侧固定连接有缓冲层33，缓冲层33的内壁固定连接有铰接钢筋331，缓冲层33的内侧固定连接有减震块332，减震块332的侧面与电容器本体1的侧面固定连接。

在本实施例中，通过将电极2设置在电容器本体1上，并且电极2的材质使用兰炭活化后的材料，能够提高电极2的导电效率，同时设置防护机构3，并且通过防水层32对进入电容器本体1表面的水分吸收，保证电容器本体1的干燥，同时利用缓冲层33内的减震块332和铰接钢筋331，提高缓冲层33的强度，也保证了电容器本体1的抗震性能，保证电容器本体1的正常使用寿命，减少了更换电容器本体1的费用。

本发明通过粉碎机将兰炭粉碎，并进行酸碱预处理，配合微波辐射机进行脱氢处理，最后经过氢氧化钾进行活化，该成品应用于电池负极材料具有优异的循环稳定性和良好的导电效率，避免了采用活化炉煅烧对原料进行活化，活化之后的导电性能较差，离子游离的速度较慢的问题，提高了电极材料的导电性，并且提高了电器的使用效果。

上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。