[发明专利]一种Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种超级电容器电极，包括碳布和复合在所述碳布上的电极材料，所述电极材料包括导电聚合物、粘合剂和Sr‑Bi‑O‑Mn/ppy复合材料。本发明以煅烧法和水热法制备的Sr‑Bi‑O‑Mn/ppy复合材料作为超级电容器电极材料，不仅具有良好的电化学性能，而且较高的比电容和较长的循环寿命。实验结果表明，本发明使用水热法制备的Sr‑Bi‑O‑Mn/ppy复合材料制成的超级电容器电极，其比电容可以达到267～285F/g；在恒流充放电3000次后，比电容仍然保持79.8％以上。

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，尤其涉及一种超级电容器电极及其制备方法。

背景技术

随着经济迅猛发展，能源短缺以及环境污染等问题也随之出现。电化学超级电容器简称超级电容器，作为一种新型的储能装置在电力系统中具有广阔的应用前景。作为新型储能元件，超级电容器兼具蓄电池能量密度大和电解电容器功率密度大的优点，循环寿命长、储能效率高、充放电速度快、高低温性能好、环境友好，具有卓越的储能潜力。

电极材料是决定超级电容器性能的最重要的因素，当前商用的超级电容器以高比表面积的碳材料为主，这种材料主要基于双电层原理储存电能，具有极高的循环寿命，但是电容量和能量密度相对较低，距离实际应用的要求还有一定的距离。因此如何提高电极材料的电容量是当前超级电容器研究领域的一个关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超级电容器电极材料及其制备方法，本发明提供的超级电容器电极电化学性能优异，具有较高的比电容量和较长的循环寿命。

本发明提供了一种超级电容器电极，包括碳布和复合在所述碳布上的电极材料，所述电极材料包括导电聚合物、粘合剂和Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料；

在一个实施例中，所述Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料按照以下方法制备：

将Bi(NO₃)₃，Sr(NO₃)₂与柠檬酸混合，加入聚乙二醇搅拌均匀后进行水热反应，得到Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料；

在一个实施例中，所述水热反应的温度为80～90℃，所述水热反应的时间为10～15小时。

具体而言，所述Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料按照以下步骤制备：

将Bi(NO₃)₃，Sr(NO₃)₂与柠檬酸混合，加入聚乙二醇，搅拌均匀后，移至水热反应釜里，在80～90℃的温度下，反应10～15小时，待反应完成后，干燥后备用。

在本发明提供的超级电容器电极中，所述导电聚合物为聚苯胺，所述粘合剂为聚四氟乙烯。

在一个具体实施例中，所述Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料、导电聚合物和粘合剂质量比为7∶1∶1～9∶1∶1。

本发明还提供了一种超级电容器电极的制备方法，包括：

将导电聚合物、粘合剂和Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料混合均匀，得到电极浆料；

将所述电极浆料采用沉积法涂覆在碳布上，干燥后得到超级电容器电极。

在一个实施例中，所述干燥的温度为80～100℃，时间为6～12h。

具体而言，所述制备方法包括：

将导电聚合物、粘合剂和Sr-Bi-O-Mn/ppy复合材料混合，加入乙醇，搅拌均匀得到电极浆料；

将所述电极浆料采用沉积法涂覆在碳布上，干燥、切片、压片后得到超级电容器电极。