[发明专利]一种超级电容器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超级电容器及其制备方法，超级电容器由左至右分别为：集流体，活性物质，电解液，活性物质，集流体；活性物质含有锌‑3‑脱乙烯基‑3‑羟甲基‑脱镁叶绿素酸a甲酯；超级电容器的制备方法包括：对集流体进行处理；配制电解液；将含锌‑3‑脱乙烯基‑3‑羟甲基‑脱镁叶绿素酸a甲酯的活性物质在研钵中研磨，混合均匀，用刮刀将研磨好的活性物质浆料刮涂到处理好的集流体上，刮涂结束后将电极进行干燥；取两片电极，及上述配制的电解液，组装成超级电容器。本发明以锌‑3‑脱乙烯基‑3‑羟甲基‑脱镁叶绿素酸a甲酯作为超级电容器电极材料，绿色环保，可持续性强，材料来源广泛，具有不错的比电容，合成工艺简单易行，设备要求低，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于超级电容器储能技术领域，具体涉及电极活性物质为含锌-3-脱乙烯基-3-羟甲基-脱镁叶绿素酸a甲酯的超级电容器及其制备方法。

背景技术

超级电容器是上世纪兴起的一种储存能量的电子元件，通常指的是容量达到法拉级别的电容器。与传统的电容器类似，通常是由相互平行的两块电极板和之间的介质构成。与传统的电池相比，通常具有功率密度大，充放电速度快，循环寿命长等优点。根据其电能的储存机理，超级电容器可以分为双电层电容器和法拉第准电容器(赝电容器)。双电层电容器是通过电极表面对电解质溶液中带电离子的静电吸附来储存电量的电子器件。拥有较大比表面积的碳基材料如活性炭，洋葱碳，衍生碳，石墨烯和碳纳米管都被普遍的应用到双电层电容器电极材料的制作中，具有较好的功率密度和循环性能。另一种为法拉第准电容(赝电容器)，其典型的电极材料通常是过渡金属氧化物，导电聚合物等等，其通过电极材料近表面的氧化还原反应来储存能量，且此过程可逆，便于充放电的进行。

叶绿素是一类具有特殊光化学、光物理性能的有机分子，也是光合作用中叶绿体的重要组成部分。叶绿素及其衍生物的光捕获能力和电子转移能力已被广泛研究，经常被应用于染料敏化电池和有机太阳能电池中，且具有不错的光伏性能。相对于广泛有机分子，其具有以下优点：1.叶绿素作为光合成系统叶绿体的成分，广泛分布于自然界，资源丰富。2.其在光合作用时捕获阳光，再将能量传输到光合作用反应中心，具有较高的载流子迁移率。3.大部分叶绿素衍生物都无毒无害，不会对环境产生影响。含锌-3-脱乙烯基-3-羟甲基-脱镁叶绿素酸a 甲酯就是一种叶绿素衍生物，其结构式如图1，制备方法参见Photochem. Photobiol.63(1996)92-99。

电极材料的选择对超级电容器储能性质有着极大的影响，选用合理的电极材料，对电容器储能过程中电荷的转移、能量的储存极为重要，进而影响超级电容器的器件容量、输出功率和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是使用了刮涂的方法制备了含锌-3-脱乙烯基-3-羟甲基-脱镁叶绿素酸a甲酯电极，将其作为对称式超级电容器的两极，进而提供一种超级电容器及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种超级电容器，其为对称式超级电容器，由左至右分别为：集流体，活性物质，电解液，活性物质，集流体；

其特征在于，所述活性物质含有锌-3-脱乙烯基-3-羟甲基-脱镁叶绿素酸a甲酯。

在上述技术方案中，所述活性物质还包括乙炔黑和聚四氟乙烯；所述活性物质为锌-3-脱乙烯基-3-羟甲基-脱镁叶绿素酸a甲酯，乙炔黑，聚四氟乙烯(PTFE) 按照一定比例混合即可。

在上述技术方案中，所述集流体为辊压好的泡沫镍。

在上述技术方案中，所述电解液为浓度2mol/L的KOH溶液。

在上述技术方案中，所述集流体的厚度为10-15μm，所述三种活性物质的总质量在1-4mg。

一种超级电容器的制备方法，包括以下步骤：

1)集流体的处理：