[實用新型]一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極

有效

• 申請號: 201420084447.7
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN203733639U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 關成善;宗繼月;王勇;張敬捧;李蜜蜜
• 申請（專利權）人: 山東精工電子科技有限公司
• 主分類號: H01G11/36
• 分類號: H01G11/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種超級電容器電極，尤其涉及一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極。

背景技術

超級電容器是一種新型的、能快速充/放電的綠色儲能裝置，它具有傳統電解電容器和電池的雙重功能，其功率密度遠高于電池，且比電池充放電速度快很多，能量密度遠高于傳統的電解電容器。與傳統電解電容器和電池相比較，超級電容器具有體積小、能量密度大、充放電速度快、循環壽命長、放電功率高、工作溫度范圍寬（-40℃～85℃）、可靠性好及成本低廉等優點。因此，超級電容器正已成為一種新型、高效、實用、綠色環保的快速充放電儲能器件，在能源、汽車、醫療衛生、電子、軍事等領域都有十分廣泛的應用前景。

目前，廣泛應用的碳納米管材料制備的超級電容器電極是通過以下步驟實現的：首先將碳納米管和超級電容器活性物質混合攪拌均勻，然后加入粘結劑和溶劑制備成漿料，最后將漿料涂覆在集流體的表面，烘干而得超級電容器電極。但是，在通過這種方法制備的電極中，由于范德華力的作用，碳納米管極易團聚在一起，在電極中的分布很不均勻，而導致碳納米管的高電導率和高比表面積得不到充放利用，為解決這一問題，科研人員進行了大量實驗研究，但最終效果均不是很理想。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種具有垂直取向、分布均勻的碳納米管超級電容器電極，該電極能夠避免粘結劑的使用和漿料制備過程中碳納米管的團聚，具有穩定的結構。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極，包括集流體，集流體的前側面和后側面均涂覆有活性物質層，其特征是：集流體的前側面和后側面均垂直設置有碳納米管，碳納米管與集流體表面互相垂直，碳納米管位于活性物質層內。

根據所述的一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極，其特征是：所述碳納米管為單壁或多壁結構。

根據所述的一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極，其特征是：所述碳納米管的高度為0.?1μm~10μm。

根據所述的一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極，其特征是：所述碳納米管的間距為0.?01μm~2μm。

本實用新型通過化學氣相沉積法實現垂直取向的碳納米管在集流體表面的直接生長，避免了電極制備過程中碳納米管在漿料中的團聚和粘結劑的使用，提高了電極中電子的轉移速率，降低了電極內阻，提高了電極結構的穩定性，從而從整體上提高了超級電容器的綜合性能。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

附圖中：

1、集流體；2、碳納米管；3、活性物質層。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述：

一種具有垂直取向的碳納米管超級電容器電極，如圖1所示，包括集流體1，集流體1的前側面和后側面均涂覆有活性物質層3，集流體1的前側面和后側面均垂直設置有碳納米管2，碳納米管2與集流體1表面互相垂直，碳納米管2位于活性物質層3內。

在本實施例中，所述碳納米管2為單壁或多壁結構。所述碳納米管2的高度為0.?1μm~10μm。所述碳納米管2的間距為0.?01μm~2μm。

在本實用新型中，該超級電容器電極通過在集流體上采用化學氣相沉積法生長一層垂直于集流體表面的碳納米管，再在碳納米管上涂覆一層活性物質層制備而成。本實用新型利用碳納米管具有良好的導電性和較高比表面積的優點，通過在集流體表面沉積垂直取向的碳納米管，避免了粘結劑的使用和漿料制備過程中碳納米管的團聚，制備的電極具有穩定的結構和優良的導電性，可提高超級電容器的整體性能。