[發明專利]一種航空用摻鎳碳基超級電容及其制備方法

有效

• 申請號: 201710527911.3
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107221456B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張秀霞;馬源澤;魏舒怡;樊榮;丁振偉
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/34;H01G11/68;H01G11/60;H01G11/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

1.一種航空用摻鎳碳基超級電容制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，制備泡沫鋁超級電容集流體；具體包括如下步驟，

步驟11，將泡沫鋁切割之后，通過電火花打碳機去除泡沫鋁表面的氧化膜，得到第一泡沫鋁；

步驟12，將所述第一泡沫鋁放入1mol/L的NaOH溶液中浸泡1h，除去油污，得到第二泡沫鋁；

步驟13，將所述第二泡沫鋁放入超聲波清洗機中用去離子水洗滌10min，得到第三泡沫鋁；

步驟14，將所述第三泡沫鋁放入干燥箱中，以100mL/min的速度通入氮氣，干燥10min制得泡沫鋁超級電容集流體；

步驟2，以活性炭粉末為碳質原料，煤焦油為粘結劑，硝酸鎳為催化劑，制備摻鎳活性炭；具體包括如下步驟，

步驟21，以活性炭粉末為碳質原料，煤焦油為粘結劑，硝酸鎳為催化劑，加入蒸餾水，在研缽中充分攪拌，得到第一混合物；活性炭粉末、煤焦油和硝酸鎳的質量比為4:1:1；

步驟22，將所述第一混合物擠壓成型，并干燥，得到第二混合物；

步驟23，將所述第二混合物放入800℃的電阻爐中碳化1h后，用900℃的水蒸氣作為活化劑活化2h，得到摻鎳活性炭；

步驟3，將摻鎳活性炭均勻的涂抹在泡沫鋁超級電容集流體上，得到超級電容電極片；具體包括如下步驟，

步驟31，將所述摻鎳活性炭放置冷卻后，用研缽研磨，并用300目篩網篩出AC粉末；

步驟32，以AB為導電劑，PTFE為粘結劑，按照AC:AB:PTFE＝8:1:1的質量比例混合，得到電極材料混合物；

步驟33，將電極材料混合物均勻涂抹在泡沫鋁超級電容集流體上，放入100℃的干燥箱干燥1h，得到預制超級電容電極片；

步驟34，通過輥壓機，在10MPa的壓力下，將預制超級電容電極片壓實，得到超級電容電極片；

步驟4，按照PC：AN：EMIAsF₆＝2.5ml：5ml：1g的比例，將電解質鹽EMIAsF₆加入PC和AN的混合物中，在手套箱中制備得到有機電解液EMIAsF₆/PC+AN；其中，電解液中EMIAsF₆的濃度為2mol/L，PC和AN的混合物中PC的摩爾百分數為20％-40％；

步驟5，用所述有機電解液EMIAsF₆/PC+AN浸泡聚丙烯隔膜1h，在兩片相對設置的超級電容電極片之間插入浸泡過的聚丙烯隔膜后，得到預制超級電容，在所述預制超級電容外部包裹鋁塑薄膜，用塑料薄膜封口機和電熱封口機進行封裝超級電容，并注入所述電解液，得到航空用摻鎳碳基超級電容，工作電壓提升至3V，并且能夠在零下40度的環境中工作。

2.一種航空用摻鎳碳基超級電容，其特征在于，通過權利要求1所述制備方法所制備，包括密封設置的超級電容殼體(1)、封裝在超級電容殼體(1)內的泡沫鋁超級電容集流體(2)、超級電容隔膜(3)、摻鎳活性炭(4)和電解液(5)；將摻鎳活性炭(4)均勻的涂抹在泡沫鋁超級電容集流體(2)上形成超級電容電極片，兩個相對設置的超級電容電極片中插入超級電容隔膜(3)；電解液(5)填充在超級電容殼體(1)內。