[發(fā)明專利]電極、超級電容器及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810851144.6 | 申請日： | 2018-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN109671572A | 公開（公告）日： | 2019-04-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 郎佳星;郝立星 | 申請（專利權(quán)）人： | 納智源科技（唐山）有限責任公司 |
| 主分類號： | H01G11/26 | 分類號： | H01G11/26;H01G11/28;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/86 |
| 代理公司： | 北京市浩天知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11276 | 代理人： | 劉云貴;周華寧 |
| 地址： | 063000 河北省唐山市*** | 國省代碼： | 河北;13 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 泡沫金屬層 石墨烯 電極層 電極 制備 超級電容器 泡沫金屬 功率性能 壓合連接 依次層疊 裁切 覆蓋 內(nèi)阻 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種電極，包括依次層疊設(shè)置的第一泡沫金屬層、石墨烯電極層和第二泡沫金屬層；石墨烯電極層設(shè)置于第一泡沫金屬層的表面上；第二泡沫金屬層覆蓋第一泡沫金屬層和石墨烯電極層的表面，并且第二泡沫金屬層與第一泡沫金屬層壓合連接。本發(fā)明還提供了該電極的制備方法，包括：制備石墨烯電極層；裁切泡沫金屬得到第一泡沫金屬層和第二泡沫金屬層；在第一泡沫金屬層的表面上設(shè)置石墨烯電極層；將第二泡沫金屬層覆蓋在第一泡沫金屬層和石墨烯電極層的表面；壓制成型得到電極。本發(fā)明還提供了包括該電極的超級電容器及其制備方法。本發(fā)明采用泡沫金屬包裹石墨烯電極從而能夠有效降低應(yīng)用其的超級電容器的內(nèi)阻，進而提高其功率性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種電極、應(yīng)用該電極的超級電容器及該電極、超級電容器的制備方法。
背景技術(shù)
能源是人類生存的基礎(chǔ)，由于石化類能源日益枯竭，能源危機成為當今世界各國面臨的問題，全球經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。能源危機包括能源的儲存、轉(zhuǎn)換、傳輸以及含能材料的開發(fā)。其中，能源儲存在人類發(fā)展中有著重要的意義。
隨著人民生活水平的提高，綠色能源的不斷開發(fā)利用成為人們關(guān)注的熱點。其中，超級電容器是新型的綠色能源儲存器件，能量密度是傳統(tǒng)的電容器的數(shù)十倍，功率密度是電池的上百倍，充放電效率比電池高15％左右，超級電容器(Supercapacitor)的研制成功為儲能設(shè)備的發(fā)展帶來了新的希望。
微型柔性超級電容器作為一種儲能器件在可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都有著較廣闊的應(yīng)用前景。激光誘導(dǎo)法制備的石墨烯微型超級電容器由于其制備工藝及設(shè)備簡單引起了越來越多人的重視。但由于激光誘導(dǎo)方法制備的石墨烯電極材料的內(nèi)部蓬松結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致制備的超級電容器的內(nèi)阻偏大，因而，使得其在功率性器件的應(yīng)用中受到了極大的限制。目前，還沒有能夠解決因激光誘導(dǎo)方法制備的石墨烯電極材料內(nèi)部蓬松結(jié)構(gòu)導(dǎo)致應(yīng)用其的超級電容器內(nèi)阻偏大的有效方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種電極、應(yīng)用該電極的超級電容器及該電極、超級電容器的制備方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中激光誘導(dǎo)方法制備的石墨烯電極材料內(nèi)部蓬松結(jié)構(gòu)導(dǎo)致應(yīng)用其的超級電容器內(nèi)阻偏大的問題。
一個方面，本發(fā)明提供了一種電極，包括依次層疊設(shè)置的第一泡沫金屬層、石墨烯電極層和第二泡沫金屬層；其中，石墨烯電極層設(shè)置于第一泡沫金屬層的表面上；第二泡沫金屬層覆蓋第一泡沫金屬層和石墨烯電極層的表面，并且第二泡沫金屬層與第一泡沫金屬層壓合連接。
另一方面，本發(fā)明提供了一種電極的制備方法，包括以下步驟：制備石墨烯電極層；根據(jù)預(yù)設(shè)長度和寬度，裁切泡沫金屬得到第一泡沫金屬層和第二泡沫金屬層；在第一泡沫金屬層的表面上設(shè)置石墨烯電極層；將第二泡沫金屬層覆蓋在第一泡沫金屬層和石墨烯電極層的表面；壓制成型以使第一泡沫金屬層與第二泡沫金屬層壓合連接，得到電極。
另一方面，本發(fā)明提供了一種超級電容器，包括上述的電極。
另一方面，本發(fā)明提供了一種超級電容器的制備方法，包括以下步驟：將根據(jù)上述電極的制備方法得到的兩片電極正對；在兩片電極之間設(shè)置隔膜；封裝層封裝兩片電極和隔膜；在兩片電極、隔膜和封裝層形成的空腔中填充電解液，以得到超級電容器。
本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明在激光誘導(dǎo)方法制備石墨烯電極的基礎(chǔ)上，通過在石墨烯電極兩側(cè)分別包裹兩片泡沫金屬以強化石墨烯電極間的接觸，實現(xiàn)了對電極結(jié)構(gòu)的強化。
(2)應(yīng)用本發(fā)明的電極的超級電容器，能夠有效地降低應(yīng)用激光誘導(dǎo)方法制備的石墨烯電極的超級電容器的內(nèi)阻，提高其功率性能。
(3)本發(fā)明的電極的制備方法，能夠在泡沫金屬輥壓的過程中同步引入且固定集耳，無需額外的焊接工作，因此，簡化了制作工藝，節(jié)省了工序，降低了制作成本。
附圖說明
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