[發明專利]含二氧化鈦的一種電化學電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 200810141902.1
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101359534A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 王虹;李中延;唐致遠;徐宗偉
• 申請（專利權）人: 東莞市邁科科技有限公司
• 主分類號: H01G9/00
• 分類號: H01G9/00;H01G9/042;H01G9/02;H01G9/022
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅伯碩

技術領域

本發明涉及一種電化學電容器及其制備方法，特別是涉及含二氧化鈦的一種電化學電容器及其制備方法。

背景技術

RuO₂是目前電容量性能較好的一種現有材料，但是此種材料礦藏資源有限，在電化學電容器內應用這種材料制作正極片，價格昂貴，不利于廣泛推廣使用。關于利用二氧化鈦作為電化學電容器的電極材料，有關這一方面的研究比較少。對二氧化鈦進行摻雜改性，提高其容量性能，并將其組裝成鋁塑膜包裝的疊片電化學電容器，將此種電容器用在電動工具和電動汽車上，可以延長電池的使用壽命，降低CO₂的排放，改善環境，減少污染，從而可以填補電化學電容器在此方面的研究空白。二氧化鈦作為電化學電容器的電極材料，電容量性能好，其資源豐富，用于制造電化學電容器的正極片具有成本低、對環境污染少等優點，因此二氧化鈦將在電化學電容器領域具有廣泛的應用前景。另外我國鈦的儲量較多，可以充分利用我國在礦產資源方面的優勢，順應環鏡保護的時代發展要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對RuO₂資源有限，價格昂貴，污染環境，不利于廣泛推廣使用的缺陷，提供含二氧化鈦的一種電化學電容器及其制備方法，將此種電容器用在電動工具和電動汽車上，可以延長電池的使用壽命，降低CO₂的排放，改善環境，減少污染；在我國，鈦的儲量較多，資源豐富，價格較低，二氧化鈦將在電化學電容器領域具有廣泛的應用前景。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：含二氧化鈦的一種電化學電容器，負極片由活性炭、導電劑、粘結劑按照75～85∶15～10∶10～5的重量比例制成，其特征是：正極片由二氧化鈦摻雜材料、導電劑、粘結劑按照75～85∶15～10∶10～5的重量比例制成。

所述二氧化鈦摻雜材料是二氧化鈦和摻雜金屬的化合物混合后在馬弗爐內焙燒、將焙燒后的混合物與石墨混合的產物，摻雜金屬的化合物選自鹽酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽中的一種或幾種，摻雜金屬選自鋁、鈷、鉻、錫、鐵、鎳中的一種或幾種；導電劑選自乙炔黑、鱗片石墨、導電炭黑中的一種或幾種；粘結劑選自聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一種或兩種。

含二氧化鈦的一種電化學電容器的制備方法，其特征是：包括如下具體步驟：

(1)、按重量份數取下列各原料：

二氧化鈦????????????????100；

摻雜金屬的化合物????????1～10；

石墨????????????????????1～10；

(2)、將步驟(1)中的二氧化鈦與摻雜金屬的化合物混合均勻，將混合物置于坩堝中，將坩堝置于馬弗爐內，在爐溫為300℃的空氣氣氛條件下焙燒1.5小時，將焙燒后的混合物與石墨混合，在300轉/分的條件下球磨混合3小時，制成二氧化鈦摻雜材料；

(3)、將二氧化鈦摻雜材料、導電劑、粘結劑按照75～85∶15～10∶10～5的重量比例制成電化學電容器的正極片，將活性炭、導電劑、粘結劑按照75～85∶15～10∶10～5的重量比例制成電化學電容器的負極片，選用隔膜、有機電解液與正極片、負極片一起制成電化學電容器。

在上述制備方法中，摻雜金屬的化合物選自鹽酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽中的一種或幾種；摻雜金屬選自鋁、鈷、鉻、錫、鐵、鎳中的一種或幾種；導電劑選自乙炔黑、鱗片石墨、導電炭黑中的一種或幾種；粘結劑選自聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一種或兩種；隔膜選自聚乙烯、氟化隔膜、磺化隔膜中的一種；有機電解液選自高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、甲基三乙基四氟硼酸胺中的一種。

本發明的有益效果是：本發明采用自制的二氧化鈦為正極材料，通過摻雜改善二氧化鈦的電化學性能，采用活性炭為對電極，形成混合型電化學電容器。二氧化鈦提供氧化還原贗電容，活性炭提供雙電層電容，通過此法提高電化學電容器的能量密度和功率密度；對二氧化鈦進行摻雜改性，提高其容量性能，并將其組裝成鋁塑膜包裝的疊片電化學電容器，將此種電容器用在電動工具和電動汽車上，可以延長電池的使用壽命，降低CO₂的排放，改善環境，減少污染；二氧化鈦作為電化學電容器的電極材料，電容量性能好，其資源豐富，用于制造電化學電容器的正極片具有成本低、對環境污染少等優點。由于鈦的儲量較多，資源豐富，價格較低，二氧化鈦將在電化學電容器領域具有廣泛的應用前景；應用本發明，將產生很好的經濟效益和社會效益。

具體實施方式