[發明專利]超級電容器復合電極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610161276.7
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105632789B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 李祥
• 申請（專利權）人: 貴州理工學院;李祥
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/46
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發明公開了一種超級電容器復合電極材料的制備方法，屬于電容器電極材料的制備方法。其方法是以SnCl₂.nH₂O和RuCl₃.nH₂O為前驅體，納米TiO₂為摻雜介質；通過濕法球磨工藝、細胞破碎超聲法使納米TiO₂高度分散于乙醇中形成懸濁液，將該懸濁液與SnCl₂.nH₂O、RuCl₃.nH₂O、去離子水混合，加入NH₄HCO₃溶液直到完全反應后靜置7～8h，將沉淀物燒結后隨爐冷卻至室溫，得納米級SnO₂/RuO₂復合物，將該復合物、PVDF、碳黑按比例混合、研磨，滴加氮鉀基吡吡烙烷酮配制成漿料，將該漿料涂刷在經等離子修飾基體上形成薄膜，真空干燥即得電極材料。本發明方法制備的復合電極材料具有比電容大、等效串聯電阻小、穩定性、成本較低等特點；是一種制備電容器電極材料的方法。

技術領域

本發明涉及一種電容器電極材料的制備方法，尤其涉及一種超級電容器復合電極材料的制備方法。

背景技術

超級電容器是一種介于物理電容器和化學電源之間的新型儲能器件，具有功率密度高、充電速度快、循環壽命長、安全性好、環境友好等特點；主要由電極材料、隔膜、電解液及封裝材料構成。其中，電極材料的性能參數對該類器件的技術性能有直接影響。

超級電容器主要有雙電層電容器和法拉第準電容器兩種。碳基材料構成的雙電層電容器的比電容、能量密度遠不及過渡族金屬氧化物RuO₂基法拉第準電容器，只能用于性能要求較低的儲能設備。然而，RuO₂基法拉第準電容器的電極材料含有貴金屬元素Ru，成本較高；因此目前正在探索其它性能良好、價格較廉價的電活性材料與RuO₂進行復合，以實現部分甚至完全代替RuO₂，從而獲得性能優良、成本低的電極材料。

過渡族金屬氧化物SnO₂在結構上與RuO₂近似，屬于金紅石結構。將其制備成電極材料后其比電容值一般為230～260F·g^-1，而SnO₂的成本僅為RuO₂的5%；將SnO₂、RuO₂這兩種活性材料進行復合，則可獲得比電容值較高而成本較低的超級電容器復合電極材料。目前主要采用電沉積法來制備超級電容器的SnO₂、RuO₂復合電極材料，雖然該復合電極的比電容值較高、薄膜厚度均勻，但制備過程中對溶液酸堿度反應敏感、不易控制；而且前驅體SnCl₂.nH₂O、RuCl₃.nH₂O的利用率較低，導致成本較高。而采用溶膠凝膠法制備超級電容器電極材料，雖然該電極的活性物為多孔水合態，其比電容值也較高、且利于工業化生產；但活性物粒子容易團聚、粒徑較大，難以形成勻均分散的多孔狀活性材料，導致電極的性能偏低。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明旨在提供一種超級電容器復合電極材料的制備方法，利用該方法制備的電極材料內阻小、比電容高、成本低、性能穩定。

為了實現上述目的，本發明的技術方案包括基體處理、涂刷漿料、干燥；具體方法如下：

1）用金相砂紙去除所述基體表面的氧化物；

2）將經過打磨的基體置于超聲波清洗機中依次用丙酮、堿液清洗5min；

3）用等離子機對經過清洗的基體進行表面處理3～5min，保證火焰噴頭距離基體表面2～3cm；