[发明专利]具有碳纳米管电极的高功率密度超电容器

权利要求书

1.一种使用了碳纳米管的电容器电极的制造方法，其中该电极包括金 属衬底和涂覆于所述金属衬底上的活性材料碳纳米管层，该方法包括：

将碳纳米管分散在溶剂中以形成悬浮液；

将Mg(NO₃)·6H₂O加到所述悬浮液中作为电解质，使所述悬浮液中的 所述碳纳米管带正电荷；

使所述金属衬底浸入所述悬浮液中；和

所述碳纳米管利用电泳沉积EPD被沉积在所述金属衬底上以便在所述 金属衬底上形成所述活性材料层；

由此，所述活性材料层在没有使用粘合剂的情况下形成在所述金属衬底 上，这样能够有效地减小所述活性材料和所述金属衬底之间的接触电阻。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述碳纳米管包括：

单壁碳纳米管，即SWNT；和

多壁碳纳米管，即MWNT。

3.如权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：在使用EPD将所述 碳纳米管沉积在所述金属衬底上后，在氢气H2环境中烘烤所述金属衬底上的 所述活性材料层。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳纳米管分散在所述溶剂中包 括对所述溶剂和所述碳纳米管混合物进行预定时间的声波处理。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述金属衬底耦连到恒压源 的负端。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述金属衬底能够在所述悬浮液中以 任意角度放置。

7.如权利要求1所述的方法，其中在利用EPD将所述碳纳米管沉积在 所述金属衬底上的过程中，所述充电的碳纳米管在所施加的电场下向上朝所 述金属衬底移动，其中所述金属衬底水平放置在所述悬浮液中。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属衬底可包括提供导电性的任 何金属。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是乙醇。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述活性材料可包括：

碳纳米管；

炭黑；

碳纤维；

活性炭；或

任何上述物质的混合物。

11.一种制造具有高填充密度的活性材料层的方法，其中该活性材料层 用于形成电极，其中该电极包括金属衬底和涂覆到该金属衬底上的所述活性 材料层，该方法包括：

在浓酸中处理所述活性材料以将许多官能团结合到所述活性材料上，并 且从所述处理过的活性材料中去除所述浓酸，以获得功能化的活性材料；

将所述功能化的活性材料分散在溶剂中以形成所述活性材料的高浓度胶 态悬浮液；和

将所述活性材料的悬浮液直接沉积在所述金属衬底上以形成所述活性材 料层；

由此，所述活性材料层在不使用粘合剂的情况下，以高填充密度形成在 所述金属衬底上，这样就能有效地减小所述活性材料和所述金属衬底之间的 接触电阻。

12.如权利要求11所述的方法，其中从所述处理过的活性材料中去除所 述浓酸包括：

用蒸馏水清洗所述活性材料；

用乙醇漂洗经过清洗的活性材料；和

在预定的温度下干燥所述活性材料。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述溶剂是二甲基甲酰胺DMF或 蒸馏水。

14.如权利要求11所述的方法，其中将所述功能化的活性材料分散在所 述溶剂中包括对所述溶剂和活性材料混合物进行预定时间的声波处理。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述活性材料可包括：

碳纳米管；

炭黑；

碳纤维；

活性炭；或

任何上述物质的混合物。