[发明专利]一种电池型超级电容器及其用途

权利要求书

1.一种电池型超级电容器，其特征在于，其包括正极、负极、设置于正极和负极之间的隔膜以及电解液或凝胶电解质，所述正极的活性物质为锰氧化物，所述负极的活性物质为碳材料，所述电解液或凝胶电解质中包含锌离子；所述正极和负极中的至少一个电极中含有锌离子；

通过对正极和/或负极在锌盐中进行电化学处理来使正极和/或负极中含有锌离子；

所述正极和/或负极中锌离子占对应电极活性物质的质量分数为0.01～30wt％；

所述负极活性物质与正极活性物质的质量比为(2～10):1；

所述电解液或凝胶电解质中包含的锌离子的摩尔浓度为0.1mol/L～4mol/L。

2.根据权利要求1所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述正极和/或负极中锌离子占对应电极活性物质的质量分数为10～20wt％。

3.根据权利要求1所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述负极活性物质与正极活性物质的质量比为(4.5～6):1。

4.根据权利要求1所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述锰氧化物选自MnO₂、Mn₃O₄、Mn₂O₃和MnO中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述锰氧化物的晶型为α、β、γ、δ和无定型中的至少一种。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述碳材料选自活性炭、碳气凝胶、碳纳米管、介孔碳、石墨烯、碳化物骨架碳和纳米门炭中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述碳材料选自活性炭纤维。

8.根据权利要求6所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述电解液或凝胶电解质中的锌离子来自硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、三氟醋酸锌、甲基磺酸锌、三氟甲基磺酸锌、乙基磺酸锌、丙基磺酸锌、四氟硼酸锌、苯磺酸锌、高氯酸锌中的至少一种。

9.根据权利要求1或8所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述电解液或凝胶电解质中包含的锌离子的摩尔浓度为1mol/L～2mol/L。

10.根据权利要求8所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述电解液中的溶剂选自水、有机溶剂和离子液体中的至少一种；

所述有机溶剂选自酯类、砜类、醚类、腈类、烷烃和烯烃类有机溶剂中的至少一种；

所述离子液体选自咪唑类、哌啶类、吡咯类、季铵类和酰胺类离子液体中的至少一种。

11.根据权利要求8所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述凝胶电解质为含锌离子的凝胶态聚合物；所述聚合物选自聚乙烯醇、聚氧化乙烯、琼脂、明胶、聚丙烯酸酯钠和黄原胶中的至少一种。

12.根据权利要求8所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述电解液或凝胶电解质中还含有锰离子，所述锰离子来自硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的电池型超级电容器，其特征在于，所述锰离子的摩尔浓度为0.01mol/L～2mol/L。

14.根据权利要求1～13任一项所述的电池型超级电容器的用途，其用于存储能量。