[发明专利]一种超级电容电池专用的复合导电剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超级电容电池专用的复合导电剂及其制备方法，属于电池材料技术领域，包括碳纳米管1～3份、高比表面活性炭3～5份、氧化石墨烯3～5份、含氧金属化合物0.5～0.8份和分散剂0.3～0.5份；碳纳米管的预处理、高比表面活性炭的预处理、含氧金属化合物的负载、氧化石墨烯浆料的制备、复合导电剂前驱体的制备、复合导电剂粉体和浆料的制备；复合导电剂比表面积大，能够为电子和电荷的传输提供快速通道；直接降低导电剂使用总量，提高活性物质使用量,复合导电剂方阻低于12Ω/45um，其高电容性能能够实现超级电容电池高功率密度，改善电池低温使用性能，减缓活性物质的失活速率，完全契合超级电容电池生产制备。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种超级电容电池专用的复合导电剂及其制备方法。

背景技术

超级电容电池是一种集合了超级电容器、传统蓄电池(铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池)原理、性能于一体的新型储能器件，其主要特点在于：1)功率密度小于超级电容器，大于传统电池；2)能量密度小于传统电池，大于超级电容器；3)使用寿命小于超级电容器，大于传统电池；4)内阻、漏电流小，低温特性优异，绿色环保等。超级电容电池核心在于在电池的正、负极片加入了具有电容性能的添加剂或复合导电剂。

对于超级电容电池，传统导电剂如石墨、乙炔黑、科琴黑等以及新型的石墨烯、碳纳米管，导电炭黑等再导电性能、分散性能、比电容、成本等方面具有不同程度的缺点，如导电石墨、炭黑、碳纳米管在导电性能方面突出，但作为超级电容器，其比表面积低，无法提供电子、电荷传输的快速通道，电容性能差，作为超级电容电池到点击使用时，不能为电池体系贡献理想的比电容，且使用量较大，比重小，在电池活性物质之间分散困难等。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述传统电池采用的导电剂存在比表面积低，无法提供电子和电荷传输的快速通道导致电容性能差的问题，本发明提供一种超级电容电池专用的复合导电剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：一种超级电容电池专用的复合导电剂，包括以下重量份数的原料：

碳纳米管1～3份、高比表面活性炭3～5份、氧化石墨烯3～5份、含氧金属化合物0.5～0.8份和分散剂0.3～0.5份。

进一步限定，所述碳纳米管的管壁厚度为5～10纳米。

进一步限定，所述氧化石墨烯采用的是低温氧化插层法和机械磨剥方法相结合的方式制得且颜色为棕色或棕黄色。

进一步限定，所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

进一步限定，所述高比表面活性炭采用比表面积为1500m²/g～1800m²/g，比重为0.75g/cm²～0.9g/cm²，孔容为0.3cm³/g～1cm³/g，孔径为3nm～8nm，粒径为8μm～25μm和金属化合物质量含量为5％～8％的活性炭。

进一步限定，所述含氧金属化合物为氧化铁、氧化镁、氧化铝和氧化锌中的至少一种。

一种超级电容电池专用的复合导电剂的制备方法，包括以下步骤：

1)碳纳米管的预处理：取重量份数为1～3份的碳纳米管，向碳纳米管中加入去离子水和无机强质子酸使得固液的重量比为1:5～20；搅拌2h～3h，过滤得到固含量为18～24％的碳纳米管酸洗滤饼A；