[发明专利]镁离子超级电容器及制作方法

权利要求书

1.镁离子超级电容器的正极，其特征在于，由集流体和涂布在正极集流体上的含有正极活性物质的正极混合物构成，所述的活性物质采用可以嵌入和脱出Mg²⁺的材料。

2.根据权利要求1所述的镁离子超级电容器的正极，其特征在于，所述的正极混合物，包括如下重量百分比的组分：

正极活性物质           85%~92%

导电剂                 5%~12%

粘结剂                 2%~4%。

3.根据权利要求1或2所述的镁离子超级电容器的正极，其特征在于，所述的正极活性物质选自过渡金属氧化物或硫化物。

4.根据权利要求1或2所述的镁离子超级电容器的正极，其特征在于，所述的正极活性物质选自MgV₂O₆、镁的硅酸盐类化合物或Mg_xMo₃S₄(0<x<1)中的一种。

5.根据权利要求3所述的镁离子超级电容器的正极，其特征在于，所述的正极活性物质选自MgV₂O₆、镁的硅酸盐类化合物或Mg_xMo₃S₄(0<x<1)。

6.镁离子超级电容器，其特征在于，包括权利要求1~5任一项所述的正极、负极、介于两者之间的隔膜和电解液，所述的电解液为可提供镁离子的有机溶液。

7.根据权利要求6所述的镁离子超级电容器，其特征在于，所述的电解液为镁格林试剂有机溶液、氨基镁卤化物有机溶液或烷基镁铝络合物有机溶液。

8.根据权利要求7所述的镁离子超级电容器，其特征在于，所述的电解液为0.5 mol·L^-1 EtMgBr/THF、0.5 mol·L^-1 Me₆Si₂NMgCl/THF、0.4 mol·L^-1 Mg(AlCl₂BuEt)₂/THF溶液、或MgPhCl-AlCl₃/THF溶液。

9.根据权利要求6所述的镁离子超级电容器，其特征在于，所述的负极由负极集流体和涂布在负极集流体上的含有负极活性物质的负极混合物，所述负极混合物，包括如下重量百分比的组分：

负极活性物质          85~95%

导电剂                2~5%

粘结剂                1~5%；

所述的负极活性物质采用能够形成双电层的多孔炭材料，包括活性炭、碳纳米管或碳纤维中的一种或几种，所述的导电剂选自导电炭黑、石墨或其混合物；

所述粘结剂包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素钠(CMC)或丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。

10.根据权利要求6所述的镁离子超级电容器，其特征在于，所述的正极集流体或负极集流体为多孔网状金属材料或金属箔材料，包括泡沫镍、铝箔、铜箔或钛箔材料中的一种；所述的隔膜为多孔薄膜材料。

11.根据权利要求6~10任一项所述的镁离子超级电容器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先将粘结剂溶于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，配成0.02~0.05g·ml^-1的溶液，再将所述的正极活性物质、导电剂加入溶液中，搅拌至膏状，然后涂覆在正极集流体上，经100 ~ 130 ℃烘干，再辊压后，裁成一定的尺寸，获得正极；

将导电剂、多孔炭材料和粘结剂加入水中，固体总质量与水的比例为0.3~0.7，搅拌至膏状，然后涂覆在负极集流体上，经100~130℃烘干，再辊压后，裁成一定的尺寸，获得负极；

然后正极、负极、隔膜和电解液组装成为所述的镁离子超级电容器。