[發明專利]一種地聚物基超級電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110490636.9
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113436907B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 潘一帆;鄺文輝;張大康;張玉露;鄧波;周光星
• 申請（專利權）人: 廣東至道先進土木工程材料技術研究有限公司
• 主分類號: H01G11/56
• 分類號: H01G11/56;H01G11/74;H01G11/10;H01G11/30;H01G11/24;H01G11/84
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 李素蘭;何鍵云

本發明公開了一種地聚物基超級電容器及其制備方法，地聚物基超級電容器包括地聚物基體、金屬電極和電容器導線，所述金屬電極設于地聚物基體內，所述電容器導線穿過地聚物基體并與金屬電極形成導電連接，所述地聚物基體由導電漿料制成，所述導電漿料包括改性粉煤灰、改性堿激發劑和離子增強劑，所述改性粉煤灰由普通粉煤灰、NaOH和NaHCO₃制成，所述改性堿激發劑由硅鐵粉和硅酸鉀水溶液制成，所述離子增強劑由氯化鋰和氟化鈉制成；所述地聚物基體中含有預設數量的自由離子，可定向移動產生電流。本發明的地聚物基超級電容器，結構簡單，不再需要離子滲透膜，由具有儲電功能的地聚物基體制成。

技術領域

本發明涉及地聚物基超級電容器技術領域，尤其涉及一種地聚物基超級電容器及其制備方法。

背景技術

地聚物基超級電容器有時也稱為“雙電層電容器”，在外加電源作用下，電容器兩極板間的離子在電場下定向移動，聚集在電極表面，取下外加電源后，與用電器相連，離子在電勢作用下定向移動產生電流。

現有的地聚物基超級電容器采用高比表面積的多孔材料如活性炭作為電極，兩個電極浸入電解液中，中間用離子滲透膜隔開以防止電接觸。充電狀態下，電解液中陰離子和陽離子分別移向正極和負極，進而在電極-電解液的界面形成兩個雙電層，離子的分離也導致整個單元組件中存在一個電位差。

目前沒有地聚物基體制成的地聚物基超級電容器。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種地聚物基超級電容器，不再需要離子滲透膜，由具有儲電功能的地聚物基體制成。

本發明還要解決的技術問題在于，提供一種地聚物基超級電容器，可用作建筑材料。

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種地聚物基超級電容器的制備方法，工藝簡單，不再需要離子滲透膜，由具有儲電功能的地聚物基體制成。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種地聚物基超級電容器，包括地聚物基體、金屬電極和電容器導線，所述金屬電極設于地聚物基體內，所述電容器導線穿過地聚物基體并與金屬電極形成導電連接，所述地聚物基體由導電漿料制成，所述導電漿料包括改性粉煤灰、改性堿激發劑和離子增強劑，所述改性粉煤灰由普通粉煤灰、NaOH和NaHCO₃制成，所述改性堿激發劑由硅鐵粉和硅酸鉀水溶液制成，所述離子增強劑由氯化鋰和氟化鈉制成；

所述地聚物基體中含有預設數量的自由離子，可定向移動產生電流。

作為上述方案的改進，所述地聚物基體中設有互相連接貫通的微孔隙，所述微孔隙中存在孔隙水溶液，所述孔隙水溶液中含有預設數量的可自由移動的離子，所述孔隙水溶液為激發改性粉煤灰剩下的硅酸鉀溶液。

作為上述方案的改進，按重量份算，所述導電漿料包括56～64份改性粉煤灰、28～32份硅酸鉀水溶液、3～5份硅鐵粉、1～3份氯化鋰和1～3份氟化鈉。

作為上述方案的改進，所述改性粉煤灰的制備方法，包括：

S11、制備改性溶液，所述改性溶液由NaOH溶液和NaHCO₃溶液組成；

S12、將改性溶液加入到普通粉煤灰中，攪拌均勻、靜置，得到混合液；

S13、將混合液烘干和焙燒，得到改性粉煤灰。

作為上述方案的改進，NaOH溶液和NaHCO₃溶液的濃度分別為0.7～1.5mol/L，NaOH溶液的體積：NaHCO₃溶液的體積＝(2～5):1。

作為上述方案的改進，改性溶液的質量：普通粉煤灰的質量＝(8～15)：1。

作為上述方案的改進，所述硅酸鉀水溶液的模數為1.8～2.3，濃度為48％～52％；