[发明专利]高介电材料多孔结构超级电容

权利要求书

1.一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于包括多孔金属高介电材料复合基板（1），低熔点金属介质（2），密封容器（3），正电极（4），负电极（5）；多孔金属高介电材料复合基板（1）是在泡沫金属骨架（6）表面上沉积一层或多层高介电材料（7）形成的多孔材料，多孔金属高介电材料复合基板（1）浸润在低熔点金属介质（2）中，并且被封装在密封容器（3）里，多孔金属高介电材料复合基板（1）与正电极（4）相连，导电液体介质（2）与负电极（5）相连，形成蓄积电能的超级电容器。

2.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的高介电材料（7）为BaTiO₃或CaCu₃Ti₄O₁₂高介电系数材料，或者两种材料交替叠加而成。

3.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的泡沫金属骨架（6）的材料为多孔泡沫态的铜、镍、钛或铝。

4.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的多孔金属高介电材料复合基板（1）的BaTiO₃溶胶凝胶烧结方法的步骤为：

4.1）将摩尔比为1：1的A、B两种溶液混合，在温度40℃～80℃的水浴锅中进行化学反应，反应时间为10分钟～1个小时，得到溶液浓度为0.3～0.5mol/L的溶胶；A溶液由乙酸钡与乙酸溶液按照摩尔比1:1组成；B溶液由钛酸丁酯与摩尔比1:1乙醇-乙酸溶液组成；加入摩尔比1:1的乙酸降低PH值抑制钛酸丁酯在溶液中水解；

4.2）将泡沫金属骨架（6）放入溶胶中完全浸润，然后在空气中陈化4～8小时，再抽真空10分钟以上；

4.3）在100℃～160℃烘箱中烘干，得到附着有干凝胶的泡沫金属骨架（6）；

4.4）在马弗炉中烧结温度为900℃～1150℃，保温1～4小时，得到BaTiO₃的多孔金属高介电材料复合基板（1）。

5.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的多孔金属高介电材料复合基板（1）的CaCu₃Ti₄O₁₂溶胶凝胶烧结方法的步骤为：

5.1）将摩尔比为1：4的C、D两种溶液混合，充分搅拌1小时得到溶液浓度为0.3～0.5mol/L的溶胶；C溶液由硝酸铜、醋酸钙按3：1混合然后与摩尔比1:1乙醇溶液充分搅拌组成；D溶液由钛酸丁酯加入摩尔比1:1乙醇、冰醋酸溶液组成；加入摩尔比1:1乙酸降低PH值抑制钛酸丁酯在溶液中水解；

5.2）将泡沫金属骨架（6）放入溶胶中完全浸润，然后在空气中陈化4～6小时，抽真空10分钟以上；

5.3)在70℃烘箱中烘干，得到附着有干凝胶的泡沫金属骨架；

5.4) 附着有干凝胶的泡沫金属骨在温度为700℃～1150℃马弗炉中烧结，保温6～10小时，得到CaCu₃Ti₄O₁₂的多孔金属高介电材料复合基板（1）。

6.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的低熔点金属介质（2）是镓、铟、锌、锡、镁、铜或金一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种高介电材料多孔结构超级电容，其特征在于所述的浸润过程是先让低熔点金属介质（2）完全熔化，然后将多孔金属高介电材料复合基板（1）浸入低熔点金属介质（2）中，让低熔点金属介质（2）完全渗入到多孔金属高介电材料复合基板（1）的孔隙中。