[發明專利]一種混合型超級電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 200910079669.3
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101840792A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李景虹;王強;呂小軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01G9/155
• 分類號: H01G9/155;H01G9/042;H01G9/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

1.一種混合型超級電容器，包括正極和負極，其特征在于，所述負極活性材料為納米TiO₂或TiO₂的同質異像體TiO₂-B中的一種或幾種，所述正極活性材料為碳納米管、碳納米纖維、石墨、導電炭黑、氫氧化鎳、氫氧化錳或氫氧化鉬中的一種或幾種。

2.一種混合型超級電容器的制備方法，其特征在于，該方法步驟如下，

(1)正極的制備：以正極活性材料、粘結劑和導電劑為原料，其中，正極活性材料為碳納米管、碳納米纖維、石墨、導電炭黑、氫氧化鎳、氫氧化錳或氫氧化鉬中的一種或幾種，粘結劑為聚偏氟乙烯乳液，導電劑為石墨或乙炔黑，各原料按質量百分含量為，正極活性材料：50％～85％、粘結劑：5％～15％、導電劑5％～40％，將正極活性材料和導電劑，在研缽中充分研磨混合成均勻粉末，滴加粘結劑聚偏氟乙烯乳液，待混合物變成膠狀后，用刮刀將其均勻涂敷于鋁箔集電極上，在80℃～120℃下干燥4h～12h，然后在12MPa～18MPa壓力下壓成電極，制成正極；

(2)負極的制備：以負極活性材料、粘結劑和導電劑為原料，其中，負極活性材料為納米TiO₂或TiO₂的同質異像體TiO₂-B中的一種或幾種，粘結劑為聚偏氟乙烯乳液，導電劑為石墨或乙炔黑，各原料按質量百分含量為，負極活性材料：50％～85％、粘結劑：5％～15％、導電劑5％～40％，將負極活性材料和導電劑，在研缽中充分研磨混合成均勻粉末，滴加粘結劑聚偏氟乙烯乳液，待混合物變成膠狀后，用刮刀將其均勻涂敷于鋁箔集電極上，在80℃～120℃下干燥4h～12h，然后在12MPa～18MPa壓力下壓成電極，制成負極；

(3)超級電容器的組裝：將正極、負極、隔膜和電解液在充滿氬氣的手套箱中裝配成模擬電池，將正極片，隔膜和負極片依次裝入鋰電池模具中，滴入8～10滴電解液，最后將模具密封，其中，隔膜為微孔聚丙烯，電解液為1mol/L的LiPF₆在碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯和碳酸二甲酯中的混合溶液，其中，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯和碳酸二甲酯的體積比為1∶1∶1。

3.根據權利要求2所述的一種混合型超級電容器的制備方法，其特征在于，所述負極活性材料納米TiO₂的制備方法為，按照TiO₂納米粉∶NaOH水溶液＝1g∶30mL的比例，將TiO₂納米粉分散于濃度為10mol/L的NaOH水溶液中，充分攪拌或加入與NaOH水溶液相同體積的共溶劑后充分攪拌，共溶劑為無水乙醇、無水丙三醇或乙二胺中的一種，將所得懸濁液轉移到聚四氟乙烯內膽的水熱釜中，封緊釜蓋，在160℃～200℃的烘箱中反應12～36小時，取出反應釜在空氣中自然冷卻，通過抽濾用0.05～0.2mol/L的鹽酸溶液和去離子水反復洗滌沉淀，至洗出液的pH值為7，最后將反應產物裝在瓷增鍋中，在馬弗爐中300℃～450℃加熱2～6小時，自然冷卻至常溫，得到TiO₂納米線、TiO₂納米管、TiO₂納米片、TiO₂納米晶或TiO₂納米粒子。