[发明专利]铝离子混合超级电容器及其制备方法

摘要

本发明提供了一种铝离子混合超级电容器及其制备方法，涉及新能源电池领域，该铝离子混合超级电容器包括正极、负极以及介于正极与负极之间的隔膜和电解液；正极包括用于吸附和脱附阴离子的多孔碳材料；负极为用于沉积和溶解铝离子的含铝金属或含铝复合物材料；电解液为包含铝盐的溶液。利用该铝离子混合超级电容器能够缓解现有技术中电容器容量和能量密度较低，生产流程复杂，生产成本高的技术问题，达到了降低成本，节约工艺步骤，优化超级电容器性能的技术效果。

主权项

1.一种铝离子混合超级电容器，其特征在于，包括正极、负极以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜和电解液；所述正极包括用于吸附和脱附阴离子的多孔碳材料；所述负极为用于沉积和溶解铝离子的含铝金属或含铝复合物材料；所述电解液为包含铝盐的溶液。

2.根据权利要求1所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述含铝金属或含铝复合物材料包括铝箔或铝合金或铝金属复合物；

优选地，金属包括锡、铜、铁、锌、镍、钛、锰、镁、锑、钒或铅中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述铝合金包括铝铜合金、铝锰合金、铝镁合金或铝镁铜合金中的任一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述多孔碳材料包括活性炭、碳纳米线、碳纳米管、活性碳纤维、石墨烯、介孔碳、碳分子筛或炭泡沫中的任一种或至少两种的组合，优选为活性炭。

4.根据权利要求1或2所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述正极包括正极材料和正极集流体，按重量百分比计，所述正极材料包括：多孔碳材料60‑95％、导电剂2‑30％和粘结剂3‑10％。

5.根据权利要求4所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述导电剂包括导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维或石墨烯中的任一种或至少两种的组合；

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、SBR橡胶或聚烯烃类中的任一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1或2所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述正极集流体包括金属箔片；

优选地，所述金属箔片中的金属选自铝、铜、锡、锌、铅、锑、镉、金、铋或锗中的任意一种或至少任一种的合金或至少包括任意一种金属的复合材料；

优选地，所述正极集流体为铝箔。

7.根据权利要求1或2所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述电解液包括铝盐和溶剂，所述铝盐的浓度为0.1‑10mol/L，优选为0.1‑1mol/L；

优选地，所述铝盐包括六氟磷酸铝、氯化铝、氟化铝、硫酸铝、碳酸铝、磷酸铝、硝酸铝、二氟草酸硼酸铝、焦磷酸铝、十二烷基苯磺酸铝、十二烷基硫酸铝、柠檬酸三铝、偏硼酸铝、硼酸铝、钼酸铝、钨酸铝、溴化铝、亚硝酸铝、碘酸铝、碘化铝、硅酸铝、木质素磺酸铝、草酸铝、甲基磺酸铝、醋酸铝、重铬酸铝、六氟砷酸铝、四氟硼酸铝、高氯酸铝、三氟甲烷磺酰亚胺铝或三氟甲烷磺酸铝中的任一种或至少两种的混合；优选为三氟甲烷磺酸铝。

8.根据权利要求7所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述溶剂为非水溶剂；

优选地，所述非水溶剂包括有机溶剂和/或离子液体。

9.根据权利要求1或2所述的铝离子混合超级电容器，其特征在于，所述隔膜包括多孔聚丙烯薄膜、多孔聚乙烯薄膜、多孔聚合物复合薄膜、玻璃纤维隔膜或多孔陶瓷隔膜中的任一种或至少两种的组合。

10.一种权利要求1‑9任一项所述的铝离子混合超级电容器的制备方法，其特征在于，将正极、负极、隔膜和电解液进行组装，得到所述铝离子混合超级电容器。