[發(fā)明專利]一種混合型超級電容器及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910079669.3 | 申請日： | 2009-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN101840792A | 公開（公告）日： | 2010-09-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李景虹;王強(qiáng);呂小軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246 | 代理人： | 童曉琳 |
| 地址： | 100084 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 混合 超級 電容器 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及屬于新型貯能元件及其制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合型超級電容器及其制備方法。
背景技術(shù)
混合型超級電容器，是一種介于超級電容器和電池之間的新型貯能元件。與傳統(tǒng)的超級電容器相比，它具有更高的能量密度：與電池相比，具有更高的功率密度。混合型超級電容器具有如下特點(diǎn)：(1)更高的功率密度，在大電流應(yīng)用場合特別是高能脈沖環(huán)境，可以更好地滿足功率要求；(2)充放電循環(huán)時間很短，遠(yuǎn)小于電池的充放循環(huán)所需的時間；(3)可以長期使用，無須維護(hù)；(4)更寬的工作溫度范圍，可以在-45～85℃的范圍內(nèi)正常工作。綜上所述，這種新型貯能設(shè)備具有十分優(yōu)異的充放電循環(huán)性能，使用了混合型技術(shù)，克服了傳統(tǒng)電池和超級電容器的缺陷。混合超級電容器在我國研究水平相對落后，主要集中于水系電極材料的初步研究，單元電壓低，循環(huán)性能不穩(wěn)定，有機(jī)電解液體系混合超級電容器可以使這些性能大幅度提高，因此很有必要積極開展此方面的研究工作。
尋找合適的負(fù)極材料是開發(fā)有機(jī)系混合超級電容器的關(guān)鍵，從豐富的鋰離子電池負(fù)極材料中選擇具有比容量高、電位低、性能穩(wěn)定、可大電流充放電、循環(huán)壽命長的TiO2一維納米材料正是符合諸條件的最佳選擇。盡管已經(jīng)有很多關(guān)于TiO2一維納米材料制備的報道，但這些方法基本只適用于制備單一形貌TiO2，而很少涉及如何實(shí)現(xiàn)對TiO2形貌與維度的調(diào)控。而將TiO2納米線結(jié)構(gòu)作為混合超級電容器的負(fù)極材料，更是少見。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混合型超級電容器及其制備方法。
一種混合型超級電容器，包括正極和負(fù)極，其特征在于，所述負(fù)極活性材料為納米TiO2或TiO2的同質(zhì)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(dǎo)電炭黑、氫氧化鎳、氫氧化錳或氫氧化鉬中的一種或幾種。
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(jié)劑和導(dǎo)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(dǎo)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(jié)劑為聚偏氟乙烯乳液，導(dǎo)電劑為石墨或乙炔黑，各原料按質(zhì)量百分含量為，正極活性材料：50％～85％、粘結(jié)劑：5％～15％、導(dǎo)電劑5％～40％，將正極活性材料和導(dǎo)電劑，在研缽中充分研磨混合成均勻粉末，滴加粘結(jié)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(fù)極的制備：以負(fù)極活性材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑為原料，其中，負(fù)極活性材料為納米TiO2或TiO2的同質(zhì)異像體TiO2-B中的一種或幾種，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯乳液，導(dǎo)電劑為石墨或乙炔黑，各原料按質(zhì)量百分含量為，負(fù)極活性材料：50％～85％、粘結(jié)劑：5％～15％、導(dǎo)電劑5％～40％，將負(fù)極活性材料和導(dǎo)電劑，在研缽中充分研磨混合成均勻粉末，滴加粘結(jié)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(fù)極；
(3)超級電容器的組裝：將正極、負(fù)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(fù)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。
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