[發(fā)明專利]一種基于氧化釕/碳材料復合正極的鋅離子混合電容器及其構(gòu)筑方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011089581.2 | 申請日： | 2020-10-13 |
| 公開（公告）號： | CN112466677A | 公開（公告）日： | 2021-03-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李揚;董留兵;容建華 | 申請（專利權(quán)）人： | 暨南大學 |
| 主分類號： | H01G11/84 | 分類號： | H01G11/84;H01G11/86;H01G11/06;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/46 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 氧化 材料 復合 正極 離子 混合 電容器 及其 構(gòu)筑 方法 | ||
本發(fā)明屬于鋅離子混合電容器領(lǐng)域，公開了一種基于氧化釕/碳材料復合正極的鋅離子混合電容器及其構(gòu)筑方法。本發(fā)明通過將碳材料和氯化釕分散于水中，調(diào)節(jié)pH至中性得到沉淀，或者將碳材料和氯化釕分散于水中后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)以得到沉淀，將所得沉淀洗滌干燥后再煅燒即得到水合氧化釕/碳材料復合材料；將水合氧化釕/碳材料復合材料、導電劑和粘結(jié)劑混合制成漿料并涂在集流體上，即得到水合氧化釕/碳材料復合正極；本發(fā)明融合氧化釕材料和碳材料存儲鋅離子的優(yōu)點并利用二者之間的協(xié)同作用，改善鋅離子混合電容器中電子和離子傳輸行為，以獲得具有優(yōu)異電化學性能的鋅離子混合電容器，對推動鋅離子混合電容器的實際應(yīng)用具有重要意義。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋅離子混合電容器領(lǐng)域，特別涉及一種基于氧化釕/碳材料復合正極的鋅離子混合電容器及其構(gòu)筑方法。
背景技術(shù)
人類社會的快速發(fā)展伴隨著化石燃料的巨大消耗，然而化石燃料的短缺及其燃燒所造成的環(huán)境污染問題日益嚴重，具有高能量存儲/轉(zhuǎn)換效率和綠色環(huán)保等優(yōu)點的電化學儲能器件得到越來越多的研究。超級電容器作為一種重要的電化學儲能器件，具有優(yōu)異的快速充放電能力、高的功率密度、超長的循環(huán)使用壽命、寬的溫度適用范圍，被設(shè)計用于電動汽車快速啟動電源、軍事領(lǐng)域大功率武器以及其它電力系統(tǒng)。然而，與鋰離子電池等二次電池相比，超級電容器能量密度低，極大地限制了其應(yīng)用。混合型超級電容器(簡稱混合電容器)設(shè)計是提升超級電容器儲能密度的一種重要策略；混合電容器由電池型電極和電容型電極組成，二者分別通過電池反應(yīng)和電容行為提供高的能量密度和高的功率密度，從而使得混合電容器獲得良好的綜合性能。目前已報道的混合電容器包括鋰離子混合電容器、鈉離子混合電容器、鉀離子混合電容器、鋅離子混合電容器等。其中，鋅離子混合電容器是近些年發(fā)展起來的一種新型混合電容器儲能體系，具有優(yōu)異的電化學性能、低的生產(chǎn)成本、較高的安全性，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
有關(guān)鋅離子混合電容器，其最常見的組分構(gòu)成一般以活性炭為正極材料，鋅金屬作為負極材料，并以含有鋅鹽的電解質(zhì)作為水系電解液、有機電解液或凝膠電解質(zhì)，如中國專利公開文本CN201922309949.0、CN201811488072.X。這些專利公開文本從鋅離子混合電容器的芯殼構(gòu)筑、采用復合型電解液等方面對其進行保護，然而均未使用本發(fā)明涉及的基于氧化釕/碳材料復合正極。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于氧化釕/碳材料復合正極的高電化學性能鋅離子混合電容器的構(gòu)筑方法。
本發(fā)明另一目的在于提供上述方法構(gòu)筑的鋅離子混合電容器。
本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)：
一種基于氧化釕/碳材料復合正極的鋅離子混合電容器的構(gòu)筑方法，包括以下步驟：
(1)將碳材料和氯化釕均勻分散于水中，調(diào)節(jié)其pH至中性，過濾，將所得沉淀洗滌、干燥后再煅燒，即得到水合氧化釕/碳材料復合材料；或者將碳材料和氯化釕均勻分散于水中后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將所得沉淀洗滌、干燥后再煅燒，即得到水合氧化釕/碳材料復合材料；
(2)將水合氧化釕/碳材料復合材料、導電劑和粘結(jié)劑混合制成漿料，并將其涂在集流體上，得到水合氧化釕/碳材料復合正極；
(3)按照鋅金屬負極、滴加電解液的隔膜、水合氧化釕/碳材料復合正極的順序組裝成鋅離子混合電容器。
步驟(1)中所述的碳材料為碳納米管、石墨烯、碳纖維、碳納米纖維、活性碳纖維、活性炭、石墨炔、生物質(zhì)炭中的至少一種；所述的碳材料的形態(tài)可以為粉末、薄膜或三維宏觀體；
步驟(1)所述的碳材料優(yōu)選為比表面積大于100m2/g的碳材料；
步驟(1)中所述的碳材料和氯化釕的用量滿足所得到的水合氧化釕/碳材料復合材料中水合氧化釕的質(zhì)量分數(shù)為1％-99％，優(yōu)選為10％-75％，更優(yōu)選為19％-58％；
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