[发明专利]一种超级电容器用电极材料

权利要求书

1.一种超级电容器用电极材料，主要由碳纳米管和金属氧化物组成，其特征在于：所述碳纳米管构成所述超级电容器用电极材料的骨架，所述金属氧化物附着在所述骨架表面，其中，所述骨架的结构为具有垂直通孔的薄膜，所述通孔与薄膜所在平面相互垂直；所述骨架的制备方法为：将浓度为1～5wt%的碳纳米管和0.2～1.2 wt%的碳纳米管分散剂分散在去离子水中，制成均匀的分散液，再向该分散液中加入SBR水性粘结剂，搅拌后得到粘性碳纳米管水分散浆料，所述SBR水性粘结剂和所述碳纳米管的质量比为12～5:1，然后将该浆料以涂覆的方式涂在金属箔上，随即将涂覆有浆料的金属箔进行定向凝固，定向凝固的方向与金属箔所在平面相垂直，凝固完成后将涂覆有浆料的金属箔转移至冷冻干燥设备进行真空冷冻干燥，即得到碳纳米管构成的骨架。

2.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在于：所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其直径为15～25 nm，长度为5～15 µm。

3.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在于：所述通孔的大小为10～30 µm,相邻通孔之间的壁厚为5～10 µm。

4.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在于：所述金属氧化物为氧化镍、二氧化锰或二氧化钌。

5.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在于：所述浆料涂覆厚度为20～400 µm。

6.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在于，所述定向凝固的操作为：将涂覆有浆料的金属箔固定在玻璃片上，然后将玻璃片平稳地置于一个中空模具中，随后将所述中空模具以20～50 cm/h的速度沿着垂直于玻璃片的方向推入-40～-10℃的冷阱中或含有液氮的冷阱中；所述真空冷冻干燥环境温度为-10～0 ℃，完成冻干时的真空度为1～10 Pa。

7.根据权利要求1所述的超级电容器用电极材料，其特征在，所述金属氧化物的附着方法为：采用含金属离子的盐溶液作为电解液，利用碳纳米管构成的骨架做阳极，利用金属箔做阴极，通过电化学沉积的方式将所述金属离子沉积在所述骨架的表面。

8.根据权利要求7所述的超级电容器用电极材料，其特征在：所述金属氧化物为二氧化锰，所述含金属离子的盐溶液为醋酸锰溶液，其浓度为0.05～2M。

9.根据权利要求8所述的超级电容器用电极材料，其特征在：所述电化学沉积采用恒电压模式，电压值为0.1～3.0 V，电化学沉积时间为30 s～30 min。

10.根据权利要求9所述的超级电容器用电极材料，其特征在：所述二氧化锰的面负载量为0.01～5.0 mg/cm²。