[发明专利]电极片及其制备方法、超级电容器

权利要求书

1.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括集流体和设置在所述集流体上的活性层；

所述活性层的材料为活性材料、导电剂和粘结剂的混合物，所述活性材料为纳米碳材料和钛酸锂颗粒形成的复合材料。

2.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述活性材料中，所述纳米碳材料和所述钛酸锂颗粒的质量比为1：4～199。

3.根据权利要求1或2所述的电极片，其特征在于，所述纳米碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中至少一种，所述钛酸锂颗粒的粒径为20nm～500nm。

4.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述活性材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为80～94：3～10：3～10；

所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、纳米碳管、纳米碳纤维和石墨烯中的至少一种；

所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和聚合类树脂中的至少一种。

5.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照Li和Ti的摩尔比为0.8～1：1，将锂源化合物、钛源化合物和催化剂加入到第一溶剂中分散后得到第一分散液；

将纳米碳材料和助剂加入到所述第一溶剂超声中分散后得到第二分散液；

将所述第一分散液和所述第二分散液混合后球磨，将球磨后所得混合物干燥得到活性材料前驱体，将所述活性材料前驱体在保护气体的氛围、700℃～1200℃下烧结5h～48h，冷却研磨得到活性材料，所述活性材料为所述纳米碳材料和钛酸锂颗粒形成的复合材料；及

将所述活性材料、导电剂、粘结剂和第二溶剂混匀后搅拌制成电极浆料，将所述电极浆料涂布在集流体表面，经烘干、辊压、切片得到所述电极片。

6.根据权利要求5所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述第一分散液中，所述催化剂和所述锂源化合物的质量比为0.5～20：100；

所述锂源化合物为碳酸锂、乙酸锂、草酸锂、硝酸锂、硫酸锂、磷酸锂、氢氧化锂、氟化锂、氧化锂、氯化锂和硫化锂中的至少一种；

所述钛源化合物为钛酸四丁酯、钛酸正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四乙酯、钛酸甲酯、异丙醇钛、乙酰丙酮氧化钛、钛酸酯偶联剂、二氧化钛、钛酸、四氯化钛、硝酸钛和草酸钛中的至少一种；

所述催化剂为草酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸、三乙醇胺和双氧水中的至少一种；

所述第一溶剂为水、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述第二分散液中，所述助剂和所述纳米碳材料的质量比为0.1～10：1；

所述纳米碳材料为碳纳米管、纳米碳纤维和石墨烯中的至少一种；

所述助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇单辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的电极片的制备方法，其特征在于，得到活性材料的操作中，球磨的转速为200rpm～500rpm，球磨的时间为2h～8h；

所述活性材料中，所述纳米碳材料和所述钛酸锂颗粒的质量比为1：4～199；

所述纳米碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中至少一种，所述钛酸锂颗粒的粒径为20nm～500nm；

所述保护气体为氩气、氮气、氦气、氢气、甲烷、乙烷、丙烷和乙炔中的至少一种。

9.根据权利要求5所述的电极片的制备方法，其特征在于，得到所述电极片的操作中，所述活性材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为80～94：3～10：3～10；

所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、纳米碳管、纳米碳纤维和石墨烯中的至少一种；

所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和聚合类树脂中的至少一种；

所述第二溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺或二甲基乙酰胺。

10.一种超级电容器，其特征在于，包括正极片、负极片、介于所述正极片和所述负极片之间的隔膜以及电解液；

所述负极片为如权利要求1～4中任意一项所述的电极片。