[发明专利]碳纳米管复合的混合型超级电容器正极极片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容器正极极片，尤其涉及一种碳纳米管复合的混合型超级电容器正极极片及其制作方法，具体适用于提高超级电容器的能量密度和功率密度。

背景技术

商用超级电容器是一种电能储存设备，在汽车辅助动力电源、能量回收、便携式仪器设备、数据记忆存储系统、应急后备电源灯等领域都有应用。商用超级电容器主要是以大比表面积的活性炭材料为储能电极，充放电过程中活性炭材料表面发生电荷吸附脱附。与商用锂离子电池相比较，商用超级电容器充放电速度快，能提供大电流，但其储存的电量少，限制了其应用领域。

目前，为提高超级电容器的能量密度，同时保持其较高的功率密度，开发高能量密度的超级电容器成为研究关注的热点。混合型超级电容器是最近发展的一种具有较高能量密度的储能器件，该器件的一电极材料是锂离子材料，另一电极材料是活性炭材料，在充放电过程中，含锂的电极发生锂离子晶格的插入脱出，而另一电极中的活性炭则发生电荷的吸附脱附，因此，这种电容器既可获得较高的能量密度，同时还保有较高的功率密度。

中国专利公开号为CN101221853A，公开日为2008年7月16日的发明专利公开一种半固态或全固态水系超级电容器，该发明中，正极采用含有包括锂离子、或者其他碱金属、碱土金属、稀土金属、铝或锌的一种或几种离子的混合物阳离子嵌入化合物材料，负极采用高比表面的活性炭、介孔碳或碳纳米管等，电解质采用含上述阳离子的水系聚合物凝胶电解质。虽然该发明提高了电容量，但其功率密度、能量密度仍旧较低，缩小了其应用范围。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的功率密度、能量密度较低，应用范围较窄的缺陷与问题，提供一种功率密度、能量密度较高，应用范围较广的碳纳米管复合的混合型超级电容器正极极片及其制作方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：碳纳米管复合的混合型超级电容器正极极片，包括集流体及其上压制的正极，所述正极的组分包括正极材料、导电剂、胶，所述正极材料为锰酸锂、镍钴锰酸锂或钴酸锂；

所述正极的组分还包括碳纳米管；

所述正极的组分及其重量份比例为：正极材料70–89.5，碳纳米管0.5–20，导电剂5，胶5。

所述正极的组分及其重量份比例为：正极材料80，碳纳米管10，导电剂5，胶5。

所述碳纳米管为单壁、双壁或多壁碳纳米管。

所述导电剂为乙炔黑、导电炭黑或碳黑导电剂。

所述胶包括水性胶或油性胶，所述水性胶包括聚四氟乙烯或阴离子型聚合物分散体，所述油性胶包括聚偏氟乙烯。

上述碳纳米管复合的混合型超级电容器正极极片的制作方法，所述制作方法依次包括以下步骤：

第一步：先将胶加入溶剂中搅拌混合，待混合均匀后，再向其中加入导电剂、分散好的碳纳米管分散浆液，继续进行搅拌混合，待混合均匀后，再向其中加入正极材料，继续进行搅拌混合，待混合均匀后，即可得到正极材料浆液；

所述碳纳米管分散浆液中碳纳米管的含量为1–20 wt.%；所述正极材料浆液中正极材料、碳纳米管、导电剂、胶的重量份比例为：正极材料70–89.5，碳纳米管0.5–20，导电剂5，胶5；

第二步：先将上述混合均匀的正极材料浆液倒在不锈钢板上，再用不锈钢棒将正极材料浆液擀成均匀的薄片，然后用压片机将其成型为多个形状一致的极片毛坯，再将极片毛坯放入真空烘箱中进行干燥，干燥后，即可得到所述正极；

第三步：用油压机将上述正极在10–25Mpa的压力下压制于集流体上即可制得所述混合型超级电容器正极极片。

所述第一步中，所述溶剂为水或N–甲基吡咯烷酮。

所述第二步中，所述压片机的压头直径为2cm，所述极片毛坯的形状是直径为9mm的圆形。

所述第二步中，所述干燥的温度为120℃，干燥时间为8h。

所述第三步中，所述油压机的压力为12–15Mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：