[發(fā)明專(zhuān)利]一種不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器及其制備方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811096005.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109216046A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼承;呂志祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫德碳科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01G11/30
• 分類(lèi)號(hào): H01G11/30;H01G11/32;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/42;H01G11/46;H01G11/24;H01G11/84;H01G11/86;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器及其制備方法和用途。所述超級(jí)電容器的正極包括碳包覆二氧化錳納米球，負(fù)極包括雜原子摻雜的碳材料。所述制備方法包括：(1)制備碳包覆二氧化錳納米球；(2)制備雜原子摻雜的碳材料；(3)將步驟(1)所述碳包覆二氧化錳納米球制備成正極，將步驟(2)所述雜原子摻雜的碳材料制備成負(fù)極，將正極、負(fù)極、隔膜和電解液組裝為所述超級(jí)電容器。本發(fā)明提供的不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器，可以獲得提高不對(duì)稱(chēng)電容器的能量密度，較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。可以更好地滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載對(duì)于儲(chǔ)能設(shè)備的功率密度和能量密度的雙重要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源材料技術(shù)，涉及一種超級(jí)電容器，具體涉及一種不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器與二次電池之間的一種儲(chǔ)能裝置，它具有優(yōu)于傳統(tǒng)電容器的超大法拉級(jí)電容量，且與二次電池相比，具有循環(huán)壽命長(zhǎng)功率密度大、且工作溫度范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，但是超級(jí)電容器也有其不足之處，它的能量密度要比二次電池低很多，這也在一定程度上限制了該類(lèi)電容器的實(shí)際應(yīng)用。

為此科研工作者們提出了一種新型混合超級(jí)電容器，即不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器，它分別采用以物理吸附為主提供電容容量的材料為一極，采用以提供贗電容容量為主的材料作為另一極。然后與隔膜、電解液進(jìn)行組裝。這類(lèi)不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器綜合了雙電層電容器和法拉第贗電容器各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有高的能量密度和功率密度。這種新型不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器將在便攜式電子移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)電源、應(yīng)急后備電源以及數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)系統(tǒng)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前人們對(duì)于不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的研究工作已經(jīng)有很多，也取得了一定的進(jìn)展。研究?jī)?nèi)容主要集中在采用金屬氧化物與碳材料組成不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器設(shè)備。

CN 102683037 A公開(kāi)了一種二氧化錳不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器，正極采用具有較大贗電容的花狀二氧化錳或納米二氧化錳/活性炭復(fù)合材料，負(fù)極采用具有大比表面積的多孔碳材料，電解液采用水系溶液，組成的不對(duì)稱(chēng)電容器具有較高的能量密度。

CN103077834A公開(kāi)了一種基于水系中性電解液的不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器及制備。不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的正極活性材料采用二氧化錳納米片或二氧化錳納米片/碳納米管復(fù)合材料，負(fù)極活性材料采用鐵酸錳納米顆粒或鐵酸錳納米顆粒/石墨烯復(fù)合材料，超級(jí)電容器電解液采用水系中性硫酸鈉溶液，封裝組成超級(jí)電容器。

CN107993851A公開(kāi)了一種石墨烯基不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器及其制備方法。該石墨烯基不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器由陽(yáng)極、隔膜、陰極依次疊加組裝而成，所述陽(yáng)極為將陽(yáng)極活性物質(zhì)氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合水溶液滴加到導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面上制成；所述陰極為將陰極活性物質(zhì)石墨烯水凝膠切片后放置在金屬片上，將金屬片粘貼固定在普通玻璃片上制成；所述隔膜為濾紙。

但是上述方案均存在著能量密度有待進(jìn)一步提高、循環(huán)次數(shù)少的問(wèn)題。

因此，開(kāi)發(fā)一種能量密度高、具有較長(zhǎng)循環(huán)壽命的電容器對(duì)于本領(lǐng)域有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器及其制備方法和用途。本發(fā)明提供的不對(duì)稱(chēng)型超級(jí)電容器具有能量密度很高、循環(huán)壽命很長(zhǎng)的特點(diǎn)，可為不同需求的用電設(shè)備提供保障。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種超級(jí)電容器，所述超級(jí)電容器的正極包括碳包覆二氧化錳納米球，負(fù)極包括雜原子摻雜的碳材料。