[发明专利]一种无线充电超级电容器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无线充电超级电容器，包括正电极、负电极、设置在正电极和负电极之间的隔膜、电解液、封装外壳和充电模块，所述充电模块包括无线接收器以及无线发射器，所述无线接收器安装于所述正电极和负电极的预设位置，所述预设位置适于所述无线发射器向所述无线接收器提供无线电信号，所述无线发射器可控制地电连接于外部电源，通过对所述充电模块的通断，实现无线充电；本发明还提供一种新型N/F共掺杂碳材料作电极的超级电容器的制备方法，制备得到的超级电容器可实现无线充电、具有较高的功率密度和能量密度，且循环寿命较长。

技术领域

本发明属于新能源新材料技术领域，涉及一种超级电容器及其制备方法，具体涉及一种无线充电超级电容器及其制备方法。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对能源问题和环境问题的认识愈来愈深入，对清洁新型能源的需求越来越多。作为一种新型储能器件，超级电容器由于其循环寿命长、功率密度高、环保、安全等优点，引起了人们的强烈关注，被广泛应用于移动通信、电动汽车、消费电子、航空、军事等领域，是新一代清洁新能源装置的代表。

超级电容器的性能与电极材料、电解液及其使用的隔膜有关，而电极材料是其中最主要的因素，因为电极材料性能的好坏直接决定超级电容器的循环性能的好坏和容量大小。目前最常用的电极材料是碳材料，其具有良好的导电性、比表面积高、密度低、孔道结构可控、价格便宜、抗化学腐蚀性能好，功率密度可达电池的10倍以上，但能量密度不及电池的十分之一，严重制约着超级电容器的推广应用。

现有技术中，超级电容器的充电触点外露，但是，由于触点会因为变形、弹性失效、生锈或异物等因素造成充电接触不良，影响充电效果，同时，也容易造成安全事故，存在一定的安全隐患。

因此，开发一种循环寿命长、功率密度和能量密度高的无线充电超级电容器有着广泛的市场价值和应用前景，是推动超级电容器商业化应用的关键技术。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种无线充电超级电容器及其制备方法。该超级电容器制备方法简单、价格低廉、具有较高的功率密度和能量密度，且循环寿命较长。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无线充电超级电容器，包括正电极、负电极、设置在正电极和负电极之间的隔膜、电解液、封装外壳和充电模块，所述充电模块包括无线接收器以及无线发射器，所述无线接收器安装于所述正电极和负电极的预设位置，所述预设位置适于所述无线发射器向所述无线接收器提供无线电信号，所述无线发射器可控制地电连接于外部电源，通过对所述充电模块的通断，实现无线充电；

所述超级电容器的外形可以是纽扣型、方型和圆柱型；电极形式可以是叠层、卷绕等形式；所述封装外壳为塑料封装外壳或金属封装外壳；

所述正电极和负电极材料均为氮氟共掺杂碳材料；所述隔膜为多孔的Celgard膜、无纺布、纤维素隔膜、超细玻璃棉多孔隔膜，聚丙烯隔膜或乙烯-乙烯醇共聚物纤维隔膜；

所述电解液为四氟硼酸胺的乙腈的溶液，电解液的溶质质量分数为80-90％，所述四氟硼酸胺选自四氟硼酸甲基三乙基胺、四氟硼酸四乙基胺、四氟硼酸三甲基乙基胺或四氟硼酸二甲基二乙基胺中的一种或几种；

一种无线充电超级电容器的制备方法，包括如下步骤：

1)氟氮碳源的制备：将乙烯基二茂铁、四氟乙烯、2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、乳化剂按比例混合均匀，滴在玻璃制成的模具内，放入在惰性氛围下的钴60-γ场内，采用辐射源辐照40-50分钟使其发生辐射自由基聚合反应；

2)初始碳化：将步骤1)中制备得到的氟氮碳源在惰性气体氛围保护下，于400℃～500℃下碳化2～4小时，得到初始碳化的氮氟共掺杂碳材料；