[發明專利]具有高活性質量負載量的超級電容器電極和電芯

有效

• 申請號: 201680068310.4
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN108292608B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 扎姆阿茹娜;張博增
• 申請（專利權）人: 納米技術儀器公司
• 主分類號: H01L21/44
• 分類號: H01L21/44
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王海寧

1.一種用于生產超級電容器電芯的方法，所述方法包括：

(a)制備多個導電多孔層、與第一液體或凝膠電解質混合的陽極活性材料的多個濕陽極層、以及與第二液體或凝膠電解質混合的陰極活性材料的多個濕陰極層，其中所述導電多孔層含有互連的導電通路和至少80體積％的孔；

(b)堆疊并固結希望數量的所述多孔層和希望數量的所述濕陽極層以形成具有100μm至5mm的厚度的陽極電極；

(c)將多孔隔膜層置于與所述陽極電極接觸；

(d)堆疊并固結希望數量的所述多孔層和希望數量的所述濕陰極層，以形成與所述多孔隔膜接觸的陰極電極，其中所述陰極電極具有100μm至5mm的厚度；其中步驟(d)在步驟(b)之前或之后進行；以及

(e)將所述陽極電極、多孔隔膜和陰極電極組裝并密封在外殼中以生產所述超級電容器電芯；

其中所述陽極電極和/或所述陰極電極具有7mg/cm²至100mg/cm²的材料質量負載量。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述濕陽極層還包含導電添加劑。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述濕陰極層還包含導電添加劑。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述陽極活性材料和/或所述陰極活性材料含有多個碳材料顆粒和/或多個石墨烯片，其中所述多個石墨烯片含有各自具有從1至10個石墨烯平面的單層石墨烯或少層石墨烯，并且所述多個碳材料顆粒在干燥狀態下測量時具有500m²/g至2600m²/g的比表面積。

5.如權利要求4所述的方法，其中所述石墨烯片選自由以下各項組成的組：原生石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、石墨烯氟化物、石墨烯氯化物、石墨烯溴化物、石墨烯碘化物、氫化石墨烯、氮化石墨烯、硼摻雜石墨烯、氮摻雜石墨烯、化學官能化石墨烯、及其組合。

6.如權利要求4所述的方法，其中所述陽極活性材料或陰極活性材料進一步含有選自金屬氧化物、導電聚合物、有機材料、非石墨烯的碳材料、無機材料或其組合的氧化還原對配對材料，其中所述配對材料與石墨烯或碳材料組合形成用于贗電容的氧化還原對。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述金屬氧化物選自RuO₂、IrO₂、NiO、MnO₂、VO₂、V₂O₅、V₃O₈、TiO₂、Cr₂O₃、Co₂O₃、Co₃O₄、PbO₂、Ag₂O或其組合。

8.如權利要求6所述的方法，其中所述無機材料選自金屬碳化物、金屬氮化物、金屬硼化物、金屬二硫屬化物或其組合。

9.如權利要求6所述的方法，其中所述無機材料選自以下無機材料的納米盤、納米片晶、納米涂層或納米片：(a)硒化鉍或碲化鉍，(b)過渡金屬二硫屬化物或三硫屬化物，(c)鈮、鋯、鉬、鉿、鉭、鎢、鈦、鈷、錳、鐵、鎳或過渡金屬的硫化物、硒化物或碲化物；(d)氮化硼，或(e)其組合；其中所述盤、片晶或片具有小于100nm的厚度。

10.如權利要求4所述的方法，其中所述碳材料選自活性炭、活化的中間相碳微球、活化的石墨、活化或化學蝕刻的炭黑、活化的硬碳、活化的軟碳、碳納米管、碳納米纖維、活化的碳纖維、活化的石墨纖維、剝離的石墨蠕蟲、活化的石墨蠕蟲、活化的膨脹石墨鱗片或其組合。