[發(fā)明專利]超級(jí)電容器氧化釕電極的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210003214.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102426929A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王杰;徐友龍;劉一凡;張選紅;馬建華;陳剛;石洪富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)振華（集團(tuán)）新云電子元器件有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01G9/042
• 分類號(hào): H01G9/042
• 代理公司: 貴陽(yáng)東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電容器電極的制備方法，尤其涉及一種在鉭基體上制備超級(jí)電容器氧化釕電極的方法。

背景技術(shù)：眾所周知，超級(jí)電容器是一種兼具高能量密度和功功率密度的儲(chǔ)能電容器；而電極材料的比容量是影響超級(jí)電容器性能的關(guān)鍵因素之一。目前，用于制作超級(jí)電容器電極的材料主要有碳材料、金屬氧化物以及導(dǎo)電聚合物三大類；在各種電極材料中，無(wú)定形水合氧化釕（通常被簡(jiǎn)稱為氧化釕）不僅具有較高的理論比容量（>1000F/g）和較高的電導(dǎo)率（>100S/cm），而且還具有較寬的電位窗和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，是一種被公認(rèn)為性能最優(yōu)異的超級(jí)電容器電極材料。通常，制備氧化釕電極材料的方法主要分為兩種，一種是先采用化學(xué)法制備氧化釕粉末，然后再將其涂覆在電極表面；另一種是采用電化學(xué)法直接在集電極表面制備氧化釕。前者雖然容易規(guī)模化生產(chǎn)，但需要在氧化釕中添加粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑制成漿料；存在內(nèi)阻大和可靠性低等缺陷。后者制備的氧化釕多孔涂層雖然具有內(nèi)阻低、比容量較高、成膜便利等優(yōu)點(diǎn)，但存在工藝復(fù)雜、氧化釕涂層與鉭基體的結(jié)合強(qiáng)度低等缺陷。

申請(qǐng)人在公開(kāi)號(hào)為“CN102169759A”、名稱為“一種氧化了電極材料的制備方法”的發(fā)明專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種制備超級(jí)電容器氧化釕電極材料的方法，其作法是將涂覆有含釕化合物漿料的鉭基體，放入蒸汽環(huán)境中進(jìn)行熱分解，從而在鉭基體表面直接制備氧化釕涂層。該方法雖然克服了傳統(tǒng)工藝的不足，但該方法制備的氧化釕電極比容量低于溶膠-凝膠法或電化學(xué)法制備的氧化釕電極比容量，因此用該方法制備的氧化釕電極制造的超級(jí)電容器其能量密度仍有待于提高。

發(fā)明內(nèi)容：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種超級(jí)電容器氧化釕電極的制備方法，本方法制備的氧化釕電極不僅氧化釕涂層附著力強(qiáng)、比容量大，而且利用該氧化釕電極制作的超級(jí)電容器功率密度和能量密度高、內(nèi)阻低等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括將含釕漿料涂覆于鉭箔表面，50～120℃烘干，然后將該鉭箔放入200～300℃的加熱爐中，通入5～90KPa的蒸汽、熱分解1～10小時(shí)；其特征在于所述含釕漿料配制方法如下：

1）將含釕化合物與納米水合氧化釕按1:0.1～5的摩爾比混合，得含釕混合物；所述含釕化合物為三氯化釕、或碘化釕、或水合三氯化釕、或水合碘化釕；

2）將所述含釕混合物與閥金屬粉按1:0.2～5的摩爾比混合，得混合粉料；所述閥金屬粉為鉭粉或鈮粉；

3）將所述混合粉料與溶劑按1:0.5～5的重量比混合均勻，得含釕漿料；所述溶劑為水、或乙醇、或乙二醇、或丙酮、或水與乙醇的混合物、或水與乙二醇的混合物、或水與丙酮的混合物之一。

本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案為：加熱爐溫度為250℃、蒸汽的壓力為30～70KPa、熱分解時(shí)間為2～8小時(shí)，步驟3）中混合粉料與溶劑的重量比為1:1～4。

本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案為：蒸汽的壓力為40～50KPa、熱分解時(shí)間為4～6小時(shí)，步驟3）中混合粉料與溶劑的重量比為1:2～3。

本發(fā)明的最佳技術(shù)方案為：蒸汽的壓力為45KPa、熱分解時(shí)間為5小時(shí)，步驟3）中混合粉料與溶劑的重量比為1:2.5。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，在原來(lái)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上增加了按溶膠-凝膠法或電化學(xué)法制備的納米水合氧化釕，因此具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用二氧化釕涂層為電極材料，制得的超級(jí)電容器的體積比容量遠(yuǎn)大于碳基超級(jí)電容器和普通金屬氧化物超級(jí)電容器。

（2）在水分環(huán)境中熱分解含鉭粉或鈮粉的含釕漿料，制備得到的氧化釕涂層附著力強(qiáng)，避免了因添加粘結(jié)劑而導(dǎo)致絕緣電阻大、粘結(jié)疏松等缺點(diǎn)，因而超級(jí)電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）值低、功率密度高、可靠性好。

（3）在含釕漿料中添加料高比容量的納米水合氧化釕，并在高濃度的水汽保護(hù)下進(jìn)行熱分解，因此有效避免了高比容量的水合氧化釕轉(zhuǎn)變?yōu)榈捅热萘康慕Y(jié)晶氧化釕，因此能夠制造出的超級(jí)電容器能量密度高。

（4）利用本方法制備的氧化釕電極在硫酸電解液中的性能穩(wěn)定，即便在200℃的高溫下也不會(huì)和硫酸發(fā)生反應(yīng)，因此適應(yīng)溫度范圍寬、可靠性好。

具體實(shí)施方式：下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1