[發明專利]一種超級電容器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910078313.1
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109830379A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王曉峰;張超;于大明;尤霆;孟令軍
• 申請（專利權）人: 儲天新能源科技（長春）有限公司
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/84
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

本發明涉及一種超級電容器及其制備方法，超級電容器由左至右分別為：集流體，活性物質，電解液，活性物質，集流體；活性物質含有鋅?3?脫乙烯基?3?羥甲基?脫鎂葉綠素酸a甲酯；超級電容器的制備方法包括：對集流體進行處理；配制電解液；將含鋅?3?脫乙烯基?3?羥甲基?脫鎂葉綠素酸a甲酯的活性物質在研缽中研磨，混合均勻，用刮刀將研磨好的活性物質漿料刮涂到處理好的集流體上，刮涂結束后將電極進行干燥；取兩片電極，及上述配制的電解液，組裝成超級電容器。本發明以鋅?3?脫乙烯基?3?羥甲基?脫鎂葉綠素酸a甲酯作為超級電容器電極材料，綠色環保，可持續性強，材料來源廣泛，具有不錯的比電容，合成工藝簡單易行，設備要求低，有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于超級電容器儲能技術領域，具體涉及電極活性物質為含鋅-3-脫乙烯基-3-羥甲基-脫鎂葉綠素酸a甲酯的超級電容器及其制備方法。

背景技術

超級電容器是上世紀興起的一種儲存能量的電子元件，通常指的是容量達到法拉級別的電容器。與傳統的電容器類似，通常是由相互平行的兩塊電極板和之間的介質構成。與傳統的電池相比，通常具有功率密度大，充放電速度快，循環壽命長等優點。根據其電能的儲存機理，超級電容器可以分為雙電層電容器和法拉第準電容器(贗電容器)。雙電層電容器是通過電極表面對電解質溶液中帶電離子的靜電吸附來儲存電量的電子器件。擁有較大比表面積的碳基材料如活性炭，洋蔥碳，衍生碳，石墨烯和碳納米管都被普遍的應用到雙電層電容器電極材料的制作中，具有較好的功率密度和循環性能。另一種為法拉第準電容(贗電容器)，其典型的電極材料通常是過渡金屬氧化物，導電聚合物等等，其通過電極材料近表面的氧化還原反應來儲存能量，且此過程可逆，便于充放電的進行。

葉綠素是一類具有特殊光化學、光物理性能的有機分子，也是光合作用中葉綠體的重要組成部分。葉綠素及其衍生物的光捕獲能力和電子轉移能力已被廣泛研究，經常被應用于染料敏化電池和有機太陽能電池中，且具有不錯的光伏性能。相對于廣泛有機分子，其具有以下優點：1.葉綠素作為光合成系統葉綠體的成分，廣泛分布于自然界，資源豐富。2.其在光合作用時捕獲陽光，再將能量傳輸到光合作用反應中心，具有較高的載流子遷移率。3.大部分葉綠素衍生物都無毒無害，不會對環境產生影響。含鋅-3-脫乙烯基-3-羥甲基-脫鎂葉綠素酸a 甲酯就是一種葉綠素衍生物，其結構式如圖1，制備方法參見Photochem. Photobiol.63(1996)92-99。

電極材料的選擇對超級電容器儲能性質有著極大的影響，選用合理的電極材料，對電容器儲能過程中電荷的轉移、能量的儲存極為重要，進而影響超級電容器的器件容量、輸出功率和使用壽命。

發明內容

本發明的目的是使用了刮涂的方法制備了含鋅-3-脫乙烯基-3-羥甲基-脫鎂葉綠素酸a甲酯電極，將其作為對稱式超級電容器的兩極，進而提供一種超級電容器及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案具體如下：

一種超級電容器，其為對稱式超級電容器，由左至右分別為：集流體，活性物質，電解液，活性物質，集流體；

其特征在于，所述活性物質含有鋅-3-脫乙烯基-3-羥甲基-脫鎂葉綠素酸a甲酯。

在上述技術方案中，所述活性物質還包括乙炔黑和聚四氟乙烯；所述活性物質為鋅-3-脫乙烯基-3-羥甲基-脫鎂葉綠素酸a甲酯，乙炔黑，聚四氟乙烯(PTFE) 按照一定比例混合即可。

在上述技術方案中，所述集流體為輥壓好的泡沫鎳。

在上述技術方案中，所述電解液為濃度2mol/L的KOH溶液。

在上述技術方案中，所述集流體的厚度為10-15μm，所述三種活性物質的總質量在1-4mg。

一種超級電容器的制備方法，包括以下步驟：

1)集流體的處理：