[发明专利]一种超低温高容量超级电容器的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种超低温高容量超级电容器，其特征在于：所述超级电容器以微孔和中孔复合的多孔碳材料为电极材料，以混合溶剂溶解四氟硼酸螺环季铵盐(SBP-BF4)为电解液，其中，所述复合多孔碳材料比表面积大于2500m²/g，微孔孔径大于0.8nm，中孔孔径2-3.0nm，微孔占比大于70％；所述超级电容器在-100℃，>1A/g的电流密度时，质量比电容>150F/g，体积比电容>80F/cm³；所述混合溶剂为1，3-二氧戊环/乙腈，甲酸甲酯/乙腈，或1，3-二氧戊环与甲酸甲酯的混合物/乙腈；其中，1，3-二氧戊环、甲酸甲酯或1，3-二氧戊环与甲酸甲酯的混合物与乙腈的体积比大于2。

2.根据权利要求1所述的超低温高容量超级电容器，其特征在于：所述复合多孔碳材料的制备方法为：

将干燥的生物质碳放置在管式炉中氩气存在的条件下，经过≧100℃/min的升温速度升温至400-500℃并保温半小时进行快速碳化；待管式炉降至室温，取出碳化产物，与氢氧化钾混合后在研钵中研磨20min至碳材料与氢氧化钾混合均匀，将混合材料放置在管式炉中氩气存在的条件下800℃活化，待管式炉降至室温；取出活化产物用盐酸酸洗，再水洗至中性得到复合多孔碳；其中，碳化产物与KOH的质量比为1:3。

3.一种根据权利要求1所述的超低温高容量超级电容器的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：

(1)超级电容器电极片的制备：将复合的多孔碳材料与导电剂、粘结剂在研钵中混合研磨20min至材料混合均匀，加入溶剂继续研磨，保证浆料混合均匀，且浆料可涂覆并不自流延，将浆料通过刮涂刀涂覆在涂炭铝箔上制成电极片；

(2)电解液的配制：采用混合溶剂，溶解SBP-BF4盐作为电解液；所述混合溶剂为1，3-二氧戊环/乙腈，甲酸甲酯/乙腈，或1，3-二氧戊环与甲酸甲酯的混合物/乙腈；其中，1，3-二氧戊环、甲酸甲酯或1，3-二氧戊环与甲酸甲酯的混合物与乙腈的体积比大于2；

(3)超级电容器的组装：将电极片干燥后迅速转移至手套箱中，组装CR2025型纽扣电池，电池组装完毕后静置进行化成以备后续测试使用。

4.根据权利要求3所述的超低温高容量超级电容器的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述导电剂为Super-P，粘结剂为CMC，溶剂为去离子水；复合多孔碳材料、导电剂Super-P和粘结剂CMC的质量比为8-23：1：1。

5.根据权利要求3所述的超低温高容量超级电容器的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述SBP-BF4盐的浓度为0.2-0.5mol/L。

6.根据权利要求3所述的超低温高容量超级电容器的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述电极片在真空干燥箱中120℃干燥12h，电池组装完毕后化成时间为12h。