[发明专利]一种平面钠离子电容器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种平面钠离子电容器，其特征在于，包括：

集流体；

在集流体上共面设置的正极和负极；和

电解液，所述电解液为凝胶电解液；

其中，所述正极和负极间隔开。

2.根据权利要求1所述的平面钠离子电容器，其特征在于，所述集流体设置在柔性基底上；

所述柔性基底的材料选自聚四氟乙烯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚丙烯滤膜或尼龙滤膜中的一种；

优选地，所述正极的电容材料包括活性炭、碳纳米管、石墨烯或活化石墨烯中的一种或多种的组合；

所述负极的电池材料包括钛酸钠、氧化钛、五氧化二铌、石墨、硬碳、预嵌钠石墨或预嵌钠硬碳中的一种或多种的组合；

所述集流体的集流体材料包括石墨烯、碳纳米管、膨胀石墨、铜纳米线、镍纳米线中的一种或多种的组合；

优选地，所述平面钠离子电容器的几何构型选自交叉指型、线形或同心圆型中的至少一种；

优选地，所述凝胶电解液包括钠盐、溶剂和聚合物；

其中，所述钠盐在所述凝胶电解液中的质量分数为5-25％；

所述溶剂在所述凝胶电解液中的质量分数为60-93％；

所述聚合物在所述凝胶电解液中的质量分数为2-15％；

优选地，所述钠盐选自高氯酸钠、四氟硼酸钠或双(三氟甲烷磺酰)亚胺钠盐中的至少一种；

所述溶剂选自碳酸乙酯、碳酸二甲酯、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的至少一种；

所述聚合物包括(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物。

3.权利要求1至2任一项所述的平面钠离子电容器的制备方法，其特征在于，包括：

1)利用掩模板形成集流体；

2)利用所述掩模板在集流体上形成共面的正极和负极；

其中，所述正极和所述负极彼此间隔开；

3)在所述正极和所述负极上涂敷电解液，封装，得到所述平面钠离子电容器。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)包括：利用基底上的掩模板抽滤集流体分散液，在基底表面形成导电层，得到所述集流体；

优选地，所述掩模板的几何构型选自交叉指型、线形或同心圆型中的至少一种；

优选地，所述基底选自聚四氟乙烯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚丙烯滤膜或尼龙滤膜中的一种；

优选地，所述聚四氟乙烯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚丙烯滤膜或尼龙滤膜的孔径为0.02-2μm；

优选地，所述集流体分散液包括集流体材料和分散剂Ⅰ；

所述集流体材料包括石墨烯、碳纳米管、膨胀石墨、铜纳米线、镍纳米线中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述正极包括：利用集流体上的所述掩模板抽滤电容材料分散液，在集流体表面上形成所述正极；

优选地，所述电容材料分散液包括电容材料和分散剂Ⅱ；

所述电池材料包括钛酸钠、氧化钛、五氧化二铌、石墨、硬碳、预嵌钠石墨或预嵌钠硬碳中的一种或多种的组合；

优选地，形成所述负极包括：利用集流体上的所述掩模板抽滤电池材料分散液，在集流体表面上形成所述负极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述电池材料分散液包括电池材料和分散剂Ⅲ；

所述电容材料包括活性炭、碳纳米管、石墨烯或活化石墨烯中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述掩模板包括第一部分和第二部分；

利用所述第一部分和所述第二部分抽滤所述集流体分散液；

利用所述第一部分抽滤所述电容材料分散液；

利用所述第二部分抽滤所述电池材料分散液。

8.根据权利要求4～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，分散剂Ⅰ、分散剂Ⅱ、分散剂Ⅲ各自选自乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。