[發明專利]一種循環壽命高的超級電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 201610065971.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105719848B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 佛山市聚成生化技術研發有限公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86;H01G11/24;H01G11/38;H01G11/42;H01G11/62;H01G11/60
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本發明涉及一種循環壽命高的超級電容器的制備方法及該方法制備的超級電容器，該方法包括：將平均粒徑為300?700納米的石墨、噴霧粘結劑和水混合后進行噴霧干燥，得到石墨微球，將石墨微球、擠條粘結劑和水混合后進行擠條成型，得到擠條石墨；將所述擠條石墨作為超級電容器的正極和負極，并與電解液一起組成超級電容器。本發明的有益效果為：本發明的方法制備超級電容器不僅工作電壓高，而且循環壽命長。

技術領域

本發明涉及超級電容器領域，更具體地說，涉及一種循環壽命高的超級電容器的制備方法及該方法制備的超級電容器。

背景技術

全球變暖和化石燃料的日益枯竭迫使人們大力發展可持續和可再生能源,目前,解決日趨短缺的能源問題,仍是人類面臨的巨大挑戰之一。因此,學者們紛紛投身新能源領域,在尋找清潔、高效和可再生能源的同時,也積極關注能量存儲。太陽能和風能作為最具有發展前景的新能源引起了學者們極大的興趣,并得到了快速發展,然而這些能源并不穩定,如太陽能在夜晚不能工作,風能的提供也存在不確定性,因此需要儲能系統對能量進行存儲后再加以利用。近幾年,超級電容器作為儲能器件扮演越來越重要的角色。

超級電容器(Supercapacitor),通常也被稱為法拉第準電容器、電化學電容器或雙電層電容器。超級電容器與傳統電容器的儲能機理不同,它是通過電極和電解液之間的界面和電極表面或內部可逆的氧化還原反應存儲電荷,其性能介于傳統電容器和二次電池之間,具有高于蓄電池的功率密度和傳統靜電電容器的能量密度,其容量可達到幾百法拉甚至上千法拉。此外,超級電容器具有工作溫度范圍寬、使用壽命長和對環境無污染等特點,是一種既高效實用又方便環保的能量存儲裝置。與蓄電池相比,超級電容器最大的優點是充放電速率快。超級電容器可釆用幾安培甚至幾十安培的大電流充電和放電,能夠在數十秒到幾分鐘的時間內完成充電和放電過程；而普通蓄電池充電則需要數小時來完成,如果充電和放電電流過大還會造成蓄電池永久性損壞。通常,超級電容器按照儲能機理的不同可以分為雙電層電容器(EDLC)和贗電容器(Pesudocapaeitor)兩大類。而基于使用的電解質類型的不同,超級電容器可分為水系電解質電容器、固體電解質電容器和有機電解質電容器三大類；由電極裝置的結構及其電極上所發生反應的不同,可分為對稱和非對稱電容器兩大類；根據制造工藝和外形結構的不同可歸為繞卷型、紐扣型及大型電容器三大類。

美國《探索》雜志曾將超級電容器列為2006年世界七大科技發現之一,并將超級電容器的出現視為能量儲存領域中一項革命性的突破。在一些需要高功率和高效率解決方案的設計中,工程師己開始釆用超級電容器來取代傳統的電池。我國對超級電容器的研究起始于20世紀80年代初。目前,國內生產廠家大多以生產液體雙電層電容器為主,如錦州凱美科技有限公司、長沙巨力電子科技有限公司、石家莊高達新能源科技有限公司、集盛星泰新能源科技有限公司,天津力神電池股份有限公司、錦州富辰超級電容器有限責任公司和錦州錦容超級電容器有限責任公司等多家公司。這些公司將研究重點主要集中在大功率應用產品的開發,據業內人士稱,國產超級電容器在我國市場的占有份額已達到60％-70％。我國一些高等學校和科研院所,如香港科技大學、北京理工大學、蘇州大學、南京理工大學、同濟大學、上海交通大學和大連理工大學等都開展了對超級電容器電極材料、電解液和封裝工藝的研究工作。

中國專利CN102456479A公開了一種超級電容器電極材料的制備方法，首先制備濃度為0.02-0.20mol/L高錳酸根水溶液，并攪拌加入聚乙二醇，得到混合溶液其中所述聚乙二醇與高錳酸根水溶液的體積比為1∶8-1∶40；攪拌上述混合溶液，過濾，得到沉淀；清洗沉淀，烘干，得到超級電容器電極材料。本發明的超級電容器電極材料的制備方法具有工藝簡單、流程短、設備依賴性低、適于大規模生產的特點，并且制備的超級電容器電極材料具有優良的性能。