[发明专利]基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法

权利要求书

1.一种基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将蛋壳内膜从蛋壳上剥离和清洗；

2）将步骤1）得到的蛋壳内膜在保护气氛中加热碳化处理；

3）将步骤2）得到的碳化的蛋壳内膜在空气中加热活化处理；

4）将步骤3）得到的空气中活化后的蛋壳内膜与粘结剂混合，涂覆到电极基片上并压制成负极片；

5）将步骤2）得到的碳化的蛋壳内膜在强碱性环境中加热活化处理；

6）在步骤5）得到的强碱性环境中活化后的蛋壳内膜上生长MnO₂纳米粒子；

7）将步骤6）得到的生长有MnO₂纳米粒子的蛋壳内膜与粘结剂混合，涂覆到电极基片上并压制成正极片；

8）将Na₂SO₄中性溶液作为电解液，步骤1）得到的未经处理的蛋壳内膜作为隔膜，与步骤4）得到的负极片和步骤7）得到的正极片一起组装非对称的超级电容器。

2.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤1）中剥离和清洗的具体步骤为：使用1mol/L的HCl侵蚀去除蛋壳外的碳酸钙，再将剥离的蛋壳内膜用去离子水清洗。

3.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤2）中碳化处理的具体步骤为：蛋壳内膜在氩气氛围中以1℃/分钟的升温速率升温至800℃碳化处理2小时；将碳化的蛋壳内膜分别用2mol/L的KOH和2mol/L的HCl进行清洗。

4.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤3）中在空气中活化处理的具体步骤为：碳化的蛋壳内膜在空气中以5~10℃/分钟的升温速率升温至300℃活化2小时。

5.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤5）中在强碱性环境中活化处理的具体步骤为：碳化的蛋壳内膜在氩气氛围中与KOH以质量比1：4混合，然后以5~10℃/分钟的升温速率升温至700℃活化2小时；强碱性环境中活化后的蛋壳内膜用去离子水清洗。

6.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤6）中生长MnO₂纳米粒子的具体步骤为：强碱性环境中活化后的蛋壳内膜置于0.1mol/L的KMnO₄ 溶液中60℃下生长2小时。

7. 根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤4）和步骤7）中，粘结剂为聚四氟乙烯，电极基片为镍网。

8.根据权利要求1所述的基于蛋壳内膜的高能量密度和高功率密度的非对称超级电容器的制作方法，其特征在于：所述步骤8）中，Na₂SO₄中性溶液的浓度为1mol/L。