[發明專利]一種非對稱型電化學電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 201210584441.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103050291A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 俞書宏;陳立鋒;黃志紅
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民

1.一種非對稱型電化學電容器，包括：

正極、負極、電解液、隔膜及集電器，所述正極的材料為p-BCMnO₂，所述負極的材料為p-BC/N，其中p-BC為熱解后的細菌纖維素。

2.根據權利要求1所的非對稱型電化學電容器，其特征在于，所述電解液為Na₂SO₄溶液，所述隔膜為醋酸纖維素膜，所述集電器為鎳片。

3.一種制備權利要求1或2所述的非對稱型電化學電容器的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a）制備正極材料：將熱解后的細菌纖維素置于KMnO₄和K₂SO₄的混合溶液中振蕩反應一段時間，得到正極材料p-BCMnO₂；

步驟b）制備負極材料：將熱解后的細菌纖維素置于尿素溶液中恒溫反應一段時間，得到負極材料p-BC/N；

步驟c）組裝正極和負極：正極材料p-BCMnO₂和負極材料p-BC/N中間用隔膜隔開，注入電解液，并在正負極材料外側加上集電器，即得到非對稱型電化學電容器。

4.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟a）和所述步驟b）中熱解后的細菌纖維素的制備過程具體為：

將細菌纖維素用液氮冷凍后在冷凍干燥機中凍干，再在惰性氣氛下熱解。

5.根據權利要求4所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述冷凍時間為1h～2h，所述凍干時間為3d～6d，凍干壓力為0.02mbar～0.06mbar，熱解溫度為800℃～1200℃，熱解時間為1h～3h。

6.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟a）混合溶液中的KMnO₄和K₂SO₄的物質的量的比為0.8～1.2:0.8～1.2，KMnO₄的濃度為0.05mol/L～0.5mol/L，熱解后的細菌纖維素與混合溶液的質量體積比為1～15:20～50，其中熱解后的細菌纖維素質量的單位為mg，混合溶液體積的單位為ml。

7.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟a）中振蕩反應時間為0.5h～2.5h，溫度為20℃～60℃，轉速為50rpm～300rpm。

8.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟b）中尿素溶液的濃度為3mol/L～6mol/L，熱解后的細菌纖維素與尿素溶液的質量體積比為1～20:10～80，其中熱解后的細菌纖維素的質量的單位為mg，尿素溶液體積的單位為ml。

9.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟b）中恒溫反應的溫度為150℃～220℃，時間為8h～14h。

10.根據權利要求3所述的非對稱型電化學電容器的制備方法，其特征在于，所述步驟c）中Na₂SO₄溶液的濃度為0.8mol/L～1.2mol/L。