[發明專利]一種電容器的制備方法

在審

• 申請號: 201810647222.0
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN110634683A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 劉程秀
• 申請（專利權）人: 劉程秀
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/32;H01G11/46;H01G11/62;H01G11/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電容器的制備方法，該電化學電容器具有較高的能量密度和功率密度，具有良好的應用前景，該電容器正極使用兩種或兩種以上過渡金屬的復合或混合氧化物作為正極活性材料，負極使用大比表面積的多孔碳材料電極，以堿溶液作為電解質，正負極之間有可通過離子的電子絕緣隔膜。

技術領域

本發明涉及屬于化工、電器領域。具體涉及復合氧化物電化學電容器制作方法，可廣泛應用于電力、電子工業、礦冶等領域。

背景技術

眾所周知，與傳統電容器相比，電化學電容器具有極高的電容量，較好的低頻響應和低的等效串聯電阻，因而在電子電路和微電器方面彌補了傳統電容器的不足，用來提供電子電路中所需要的大電容，成為一類新型的電子元器件。電化學電容器以其突出的作用和優點在電子工業中得到廣泛的應用，并部分取代了電解電容器。高比能量電化學電容器的比能量可以達到十瓦時以上，具有十萬次以上的循環壽命，從而可以代替鎳鎘電池和鋰離子電池作為計算機以及通訊系統的不間斷電源。大型電化學電容器可以應用于電動車，在啟動、制動等情況下提供大功率，解決蓄電池難于高功率充放電的問題，延長蓄電池的使用壽命。

不同于傳統的電容器，電化學電容器的高容量是通過以下兩種途徑實現的：一是采用大比表面積的電極材料，將電荷儲存在電化學雙電層中，即雙電層儲能原理；一是采用快速電化學反應儲存電荷，如單層金屬(氫)沉積、RuO2電化學反應等，即準電容儲能原理，具有比雙電層電容更高的比電容。

對于一般的化學電源，其充放電過程往往涉及活性物質相的變化，因而反應速度與電化學電容器相比較慢，并且循環中不可避免的有容量損失，壽命較短。與電池相比，電化學電容器具有更長的循環壽命、安全、無記憶等優點，更重要的是，電化學電容器具有電池所不具備的高功率連續充放電的性能，因此，電化學電容器是一種極有發展潛力的儲能裝置。

目前技術較為成熟的電化學電容器是以多孔活性炭作為電極材料的雙電層電容器，其正負極均由多孔活性炭組成，比能量和比功率均較低。另外具有較高法拉第準電容的材料，研究較多的是RuO2等貴金屬材料，使RuO2與活性炭復合材料構成電化學電容器，比容量較高，同時也有很高的功率性能，但其高昂的價格限制了其商業化和進一步應用。使用MnO2與活性炭構成電化學電容器，使電化學電容器的成本有了一定程度的降低，但由于單一氧化物其電化學過程副反應和結構變化難于抑制，因而性能提高的潛力不大。

發明內容

本發明提供一種電化學電容器制備方法，以提高電化學電容器的能量密度，使該電容器具有較鎳鎘電池、鎳氫電池更好的功率特性。

本發明采用的技術方案如下：電容器的正極使用兩種或兩種以上過渡金屬的復合或混合氧化物作為活性材料；電容器的負極使用大比表面積的多孔碳材料電極；以堿溶液作為電解質；正負極之間有可通過離子的電子絕緣隔膜。

該電化學電容器正極制備步驟如下：以兩種或兩種以上過渡金屬的復合或混合氧化物為活性材料，加入導電劑，粘接劑調成漿料，涂在泡沫鎳集流體上，經干燥、輥壓后作為基板；基板可以直接用作電容器的正極，也可以經電化學活化或在210～530℃溫度下熱處理。

上面所述的過渡金屬包括如下Mn 、Fe、Ni、Co、Cd、Ti、Zn、Mo等。 上面所述的復合或混合氧化物制備方法有以下幾種共同沉積法、氣相沉積法、溶膠凝膠法、混合燒結法、共沉積燒結法等。本發明所述的：電解質是LiOH、KOH、NaOH或其混合水溶液；電子絕緣隔膜是一聚丙烯、尼龍、聚乙烯微孔膜、石棉紙或它們的復合材料等材料之一；多孔碳材料電極以活性炭、活性炭纖維、活性炭布、活性炭氈、碳納米管、碳氣凝膠、活性玻璃態炭等一種或一種以上為主要活性物質。

本發明制備的電化學電容器，壽命長、價格低，具有較高的能量密度和功率密度，能量利用效率高，可廣泛應用于電力、交通、電子等行業。

具體實施方式