專利名稱：活性炭復(fù)合電極超級電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電容器，特別涉及一種活性炭復(fù)合 電極超級電容器。(二) 、背景技術(shù)能源危機和環(huán)境保護己成為人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的 核心，是影響當(dāng)前世界各國能源決策和科技導(dǎo)向的關(guān)鍵因素，同時，也是促進 能源科技發(fā)展的巨大推動力。常用的二次電池，如鉛酸、鎳鉻、鎳氫、鋰離子 電池等，雖然都具有較高的比能量，但它們的功率密度很低。隨著科技發(fā)展和 信息社會的到來，各種設(shè)備對高性能儲能裝置的需求越來越迫切。這些儲能裝 置除對能量密度有一定要求外，對功率密度的要求越來越高，有的己經(jīng)超過了 當(dāng)前水平電池的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計能力，傳統(tǒng)的靜電電容器也因為能量密度過低不能滿 足要求。在上述特殊需要的推動下，儲能性能介于二次電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間 的超級電容器近年來成為了人們的研究熱點。超級電容器又稱電化學(xué)電容器，是一種新型的儲能裝置。它既具有普通電 容器的高比功率和高循環(huán)性的特點外，又具有電池的貯能特點。因此，它既克 服了普通電容器比能量低的缺點，同時也克服了電池比功率低、不能大電流放 電的缺點，在通訊科技、信息技術(shù)、家用電器等各種工業(yè)領(lǐng)域以及電動汽車、 航空航天等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。超級電容器電極材料主要有碳素材料、金屬氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料。 金屬氧化物材料以Ru02為代表，具有導(dǎo)電性好、比容量大、循環(huán)壽命長的優(yōu)點， 但價格高，大規(guī)模使用受到限制。導(dǎo)電聚合物材料工作電壓高但電阻大，穩(wěn)定 性差?；钚蕴啃詢r比高，是制造超級電容器電極的最佳候選材料，但是普通活性炭的比表面積要做到2000m"g以上，需要的工藝較為復(fù)雜，成本高，收率低， 制約了碳基超級電容器能量密度的提高。目前碳基超級電容器的導(dǎo)電劑大多為 碳黑,其生產(chǎn)工序多、要求嚴(yán)、價格較昂貴，且導(dǎo)電性不夠理想，制約了超級電容器功率密度的提高。(三) 、實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種容量大、 成本低、壽命長的活性炭復(fù)合電極超級電容器。本實用新型的技術(shù)方案 一種活性炭復(fù)合電極超級電容器，含有殼體、正負(fù)電極、電解液、隔膜、極 耳、極柱、安全閥，正負(fù)電極通過極耳與極柱連接，正負(fù)電極由連續(xù)的隔膜通 過折疊的方式間隔分開，正負(fù)電極的中間層為集流體層，兩側(cè)外層為復(fù)合材料 層。集流體層為鎳箔或鎳網(wǎng)，所述復(fù)合材料層為高比表面稻殼活性炭和無硫膨 脹石墨的復(fù)合物。電解液為30%的氫氧化鉀溶液。極耳通過鉚焊的方式與極柱相連。本實用新型的有益效果本實用新型的正負(fù)電極的復(fù)合材料層為高比表面稻殼活性炭和無硫膨脹石 墨的復(fù)合物，它充分利用了稻殼活性炭高比表面和膨脹石墨的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使得 超級電容器能量密度大，功率密度高，成本低廉，具有良好的推廣價值。(四) 、
圖1為活性炭復(fù)合電極超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；(五) 具體實施方式
參見圖l，圖中，活性炭復(fù)合電極超級電容器含有殼體7、正電極l、負(fù)電極 3、電解液、隔膜2、極耳4、正極柱5、負(fù)極柱6、安全閥8，正電極l和負(fù)電 極3通過極耳4分別與正極柱5、負(fù)極柱6連接，正電極1和負(fù)電極3由連續(xù)的 隔膜2通過折疊的方式間隔分開，正電極1和負(fù)電極3的中間層為集流體層， 兩側(cè)外層為復(fù)合材料層。集流體層為鎳箔或鎳網(wǎng)，復(fù)合材料層為高比表面稻殼活性炭和無硫膨脹石 墨的復(fù)合物。電解液為30%的氫氧化鉀溶液。極耳4通過鉚焊的方式與極柱相連。制作該活性炭復(fù)合電極超級電容器時，先將稻殼活性炭和無硫膨脹石墨以 一定的比例放入球磨罐中，在行星球磨機上混合均勻，再加入一定量的導(dǎo)電劑、 粘結(jié)劑和乙醇溶液混合成漿料，均勻涂覆在鎳箔或鎳網(wǎng)制成的集流體上，在真 空干燥箱中烘干，壓制成電極片，并裁剪至合適的尺寸，制作成正電極1和負(fù) 電極3，然后，用連續(xù)的隔膜2通過折疊的方式間隔分開正電極1和負(fù)電極3， 再將正電極1和負(fù)電極3通過極耳4分別與正極柱5和負(fù)極柱6鉚焊連接，裝 入殼體7后，注入30%的氫氧化鉀溶液，密封殼體得到活性炭復(fù)合電極超級電 容器，其中在殼蓋上設(shè)置安全閥8。
權(quán)利要求1、一種活性炭復(fù)合電極超級電容器，含有殼體、正負(fù)電極、電解液、隔膜、極耳、極柱、安全閥，正負(fù)電極通過極耳與極柱連接，其特征是正負(fù)電極由連續(xù)的隔膜通過折疊的方式間隔分開，正負(fù)電極的中間層為集流體層，兩側(cè)外層為復(fù)合材料層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭復(fù)合電極超級電容器，其特征是所述集 流體層為鎳箔或鎳網(wǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活性炭復(fù)合電極超級電容器，其特征是所 述極耳通過鉚焊的方式與極柱相連。
專利摘要本實用新型涉及一種電容器，特別涉及一種活性炭復(fù)合電極超級電容器；活性炭復(fù)合電極超級電容器含有殼體、正負(fù)電極、電解液、隔膜、極耳、極柱、安全閥，正負(fù)電極通過極耳與極柱連接，正負(fù)電極由連續(xù)的隔膜通過折疊的方式間隔分開，正負(fù)電極的中間層為集流體層，兩側(cè)外層為復(fù)合材料層，集流體層為鎳箔或鎳網(wǎng)，復(fù)合材料層為高比表面稻殼活性炭和無硫膨脹石墨的復(fù)合物，電解液為30％的氫氧化鉀溶液，極耳通過鉚焊的方式與極柱相連；本實用新型提供了一種容量大、成本低、壽命長的活性炭復(fù)合電極超級電容器。
文檔編號H01G9/00GK201323134SQ20082022080
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者馮艷艷, 封鑒秋, 周 方, 陽 白, 荊汝壹, 許鐵柱, 賈曉林, 魏俊頤 申請人:鄭州大學(xué)