碳電極的制備方法和碳電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電容去離子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碳電極的制備方法和碳電極。
【背景技術(shù)】
[0002]電容去離子模塊通過置放在其中的電極來進(jìn)行脫鹽操作的，電極的傳統(tǒng)制備方案為:碳、作為粘結(jié)劑的聚合物和導(dǎo)電添加劑以一定比例混合后研磨至混合物分散均勻，將混合粉末在10-30 MPa壓力下壓鑄5分鐘左右后，把壓鑄成型的碳電極放入烘箱中在80°C下烘烤若干小時。在實際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的電極制備方案制備周期長，而且成本高、難以規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提供一種碳電極的制備方法和碳電極。
[0004]本發(fā)明實施例提供一種碳電極的制備方法，包括:
將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液；
將所述噴涂液噴涂到石墨片的炭基材料附著面上，以使所述石墨片的所述炭基材料附著面上附著有炭基材料；
烘干噴涂后的所述石墨片，以得到碳電極。
[0005]本發(fā)明實施例還提供一種碳電極，為前述方法所制成的碳電極，所述碳電極包括石墨片和炭基材料，所述石墨片包括炭基材料附著面，所述炭基材料附著面上附著有噴涂到所述石墨片上的炭基材料。
[0006]本發(fā)明實施例通過改進(jìn)碳電極的制備方法，使碳電極的制備操作變得簡單化，減小制備周期，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明實施例的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]附圖1是一較佳實施方式的碳電極的制備方法的流程圖。
[0009 ]附圖2是一較佳實施方式的碳電極的示意圖。
[0010]附圖3是本發(fā)明實施例的碳電極在不同電壓下的電容去離子性能曲線圖。
[0011]其中，碳電極1、石墨片2、炭基材料3。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種碳電極的制備方法，其【具體實施方式】可包括: 步驟S110，將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液；
步驟S111，將嗔涂液嗔涂到石墨片的炭基材料附著面上，以使石墨片的炭基材料附著面上附著有炭基材料；
步驟S112，烘干噴涂后的石墨片，以得到碳電極。
[0014]具體的，步驟SllO中將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液的具體實施可包括:用炭、導(dǎo)電炭黑和聚偏氟乙烯乳液按照指定比例配比溶解在N-甲基吡咯烷酮中，配置成噴涂液;攪拌噴涂液，使噴涂液中炭、導(dǎo)電炭黑以及聚偏氟乙烯乳液均勻溶解于N-甲基吡咯烷酮中。其中，為了使炭、導(dǎo)電炭黑以及聚偏氟乙烯乳液溶解均勻，需要不斷攪拌噴涂液數(shù)小時，一般情況下，是5小時左右。
[0015]本發(fā)明實施例中，步驟SllO所提到的指定比例是指炭、導(dǎo)電炭黑和聚偏氟乙烯乳液之間的質(zhì)量比為8:1:1，其中，炭的材料可以選用碳?xì)饽z、碳納米管、石墨烯、介孔碳、活性炭和碳纖維中任一種或幾種。
[0016]具體的，步驟S112中烘干噴涂后的石墨片的具體實施可包括:將噴涂后的石墨片放進(jìn)烘干爐;設(shè)定烘干溫度為80°C，烘干噴涂后的石墨片兩小時。
[0017]本發(fā)明實施例中，步驟S112烘干噴涂后的石墨片的操作可以重復(fù)進(jìn)行多次，即用噴涂液對烘干的石墨片重復(fù)進(jìn)行噴涂、以及重復(fù)烘干噴涂后的石墨片，直到指定厚度的炭基材料均勻的覆蓋在炭基材料附著面上。通常可以將這個過程進(jìn)行5次，最終，碳電極的厚度為0.5 mm，石墨片的厚度為0.3 mm，炭基材料的厚度為0.2 mm。具體實驗中，在面積為7 x9 cm的石墨片上可以噴涂大約I g的炭基混合物。如果以活性炭為例，以比表面換算時，相當(dāng)于比表面積為1000 m2/cm20
[0018]本發(fā)明實施例中，步驟Slll的噴涂操作可采用氣壓噴涂法，與其他方法相比，如刮涂法，氣壓噴涂法更容易實現(xiàn)大面積電極的制備，不需要額外的外力作用，制備的炭基薄膜更均勻，顆粒分布跟緊密。
[0019]如圖2所示，本發(fā)明實施例還提供一種碳電極I，其可以為前述方法所制成的碳電極，其中，碳電極包括石墨片2和炭基材料3，石墨片2包括炭基材料附著面，炭基材料附著面上附著有噴涂到石墨片上的炭基材料3。
[0020]如前所述，炭基材料3可包括炭、導(dǎo)電炭黑、聚偏氟乙烯乳液以及N-甲基吡咯烷酮，是一種由炭、導(dǎo)電炭黑以及聚偏氟乙烯乳液按照指定比例配比溶解在N-甲基吡咯烷酮中配制而成的噴涂液。其中，指定比例是指炭、導(dǎo)電炭黑和聚偏氟乙烯乳液之間的質(zhì)量比為8:1:1，炭的材料可包括碳?xì)饽z、碳納米管、石墨烯、介孔碳、活性炭和碳纖維中任一種或多種，本發(fā)明實施例的碳電極I的厚度約為0.5 mm，石墨片2的厚度約為0.3 mm，炭基材料3的厚度約為0.2 mm。
[0021]圖3為利用氣壓噴涂法制備的活性炭電極的電容脫鹽效率曲線。測試時，初始鹽溶液濃度為520yS/cm，工作電壓為1.0V、1.2V和1.4V。非常明顯，在所有工作電壓下，電導(dǎo)率的下降都非常明顯，然而一旦將電路短路(O V)，電導(dǎo)率開始回升。隨著電壓的升高(1.0V-
1.4V)，電導(dǎo)率下降的幅度也在增加。當(dāng)電壓有1.0V上升到1.4V，脫鹽效率從15%上升到30%，相當(dāng)于電吸附量從2 mg/g增加到8 mg/go
[0022]本發(fā)明實施例通過改進(jìn)碳電極的制備方法，使碳電極的制備操作變得簡單化，減小了制備周期，降低了生產(chǎn)成本。
[0023]本發(fā)明實施例方法中的步驟可以根據(jù)實際需要進(jìn)行順序調(diào)整、合并和刪減。
[0024]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種碳電極的制備方法，其特征在于，包括: 將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液； 將所述噴涂液噴涂到石墨片的炭基材料附著面上，以使所述石墨片的所述炭基材料附著面上附著有炭基材料； 烘干噴涂后的所述石墨片，以得到碳電極。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液包括: 用炭、導(dǎo)電炭黑和聚偏氟乙烯乳液按照指定比例配比溶解在N-甲基吡咯烷酮中，配置成所述噴涂液； 攪拌所述噴涂液，使所述噴涂液中所述炭、所述導(dǎo)電炭黑以及所述聚偏氟乙烯乳液均勻溶解于所述N-甲基吡咯烷酮中。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定比例是指所述炭、所述導(dǎo)電炭黑和所述聚偏氟乙烯乳液之間的質(zhì)量比為8:1:1，所述炭的材料包括碳?xì)饽z、碳納米管、石墨烯、介孔碳、活性炭和碳纖維中任一種。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，烘干噴涂后的所述石墨片包括: 將所述噴涂后的所述石墨片放進(jìn)烘干爐； 設(shè)定烘干溫度為80°C，烘干所述噴涂后的所述石墨片兩小時。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，烘干噴涂后的所述石墨片之后，還包括: 用所述噴涂液對烘干的所述石墨片重復(fù)進(jìn)行噴涂、以及重復(fù)烘干噴涂后的所述石墨片，直到指定厚度的所述炭基材料均勻的覆蓋在所述炭基材料附著面上。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳電極的厚度為0.5 mm，所述石墨片的厚度為0.3 mm，所述炭基材料的厚度為0.2 mm，所述指定厚度為0.2 mm。7.—種碳電極，其特征在于，為權(quán)利要求1-6任一所述方法所制成的碳電極，所述碳電極包括石墨片和炭基材料，所述石墨片包括炭基材料附著面，所述炭基材料附著面上附著有噴涂到所述石墨片上的炭基材料。8.如權(quán)利要求7所述的碳電極，其特征在于，所述炭基材料包括炭、導(dǎo)電炭黑、聚偏氟乙烯乳液以及N-甲基吡咯烷酮，是一種由所述炭、所述導(dǎo)電炭黑以及所述聚偏氟乙烯乳液按照指定比例配比溶解在所述N-甲基吡咯烷酮中配制而成的噴涂液。9.如權(quán)利要求7所述的碳電極，其特征在于，所述指定比例是指所述炭、所述導(dǎo)電炭黑和所述聚偏氟乙烯乳液之間的質(zhì)量比為8:1:1，所述炭的材料包括碳?xì)饽z、碳納米管、石墨烯、介孔碳、活性炭和碳纖維中任一種。10.如權(quán)利要求7所述的碳電極，其特征在于，所述碳電極的厚度為0.5mm，所述石墨片的厚度為0.3 mm，所述炭基材料的厚度為0.2 mm。
【專利摘要】碳電極的制備方法，包括：將用于制備炭基薄膜的材料制成噴涂液；將所述噴涂液噴涂到石墨片的炭基材料附著面上，以使所述石墨片的所述炭基材料附著面上附著有炭基材料；烘干噴涂后的所述石墨片，以得到碳電極。本發(fā)明實施例還提供一種碳電極。
【IPC分類】C02F1/469, C01B31/02, C01B31/08
【公開號】CN105668547
【申請?zhí)枴緾N201610134120
【發(fā)明人】李海波, 李進(jìn), 聶靜, 梁森
【申請人】寧夏大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月10日