攪拌成漿料,然后涂布在集流體上,經(jīng)120?130°C真空烘干后,碾壓后,裁剪成一定的尺寸;
[0020](3)摻雜改性的聚合物凝膠電解質(zhì)膜制作步驟:將L1H配成I?2mol/L的溶液,然后將丙烯酸緩慢滴加至上述溶液中,丙烯酸和L1H按摩爾比1: 1.2?1: 1.5混合,在60?70°(:的甲醇中先反應(yīng)I小時(shí),再用丙酮沉淀之,得到丙烯酸鋰,丙烯酸鋰用甲醇溶解后,在氮?dú)獗Wo(hù)下與偶氮二異丁腈的甲醇溶液反應(yīng),即可生成聚丙烯酸鋰沉淀,經(jīng)過濾和真空干燥得到聚丙烯酸鋰;將聚丙烯酸鋰與鋰鹽按一定質(zhì)量比(1:0.5?1:3)溶解于乙二醇溶劑中使其形成均勻溶液,然后再入已經(jīng)按比例(1:1?1:0.5)分散好的碳納米管+Al2O3漿料,將溶液澆鑄在一定尺寸的平板槽中,減壓加熱,讓溶劑緩慢蒸發(fā),最后在升溫和真空下干燥得到一定厚度的PAAL1-LiC104-Al203凝膠聚合電解質(zhì)膜,將得到的凝膠聚合電解質(zhì)膜裁成規(guī)定的尺寸;
[0021](4)將上述取得的正極極片、聚合物凝膠電解質(zhì)膜、負(fù)極極片按層疊方式組裝成電芯,順序依次為正極極片/聚合物凝膠電解質(zhì)膜/負(fù)極極片,然后將疊好的電芯的正、負(fù)極極群焊接在相應(yīng)極耳上,最后將電芯封裝好在成型的鋁塑膜中。
[0022]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比,其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023](I).本發(fā)明通過采用摻雜改性聚合物凝膠電解質(zhì),使其制備具有離子電導(dǎo)率的電解質(zhì)體系,從而解決目前聚合物凝膠電解質(zhì)在超級電容器中難以使用的問題,降低超級電容器的內(nèi)阻,制備可實(shí)用化的固態(tài)柔性超級電容器,并解決了電解液易泄漏的問題,便于開發(fā)薄型、柔性可彎曲型超級電容器;
[0024](2).采用正極活性物質(zhì)為活性炭等材料,其中儲能機(jī)理為雙電層機(jī)理;負(fù)極活性物質(zhì)為活性炭、硬炭材料或者鈦酸鋰等材料,主要為鋰的快速嵌入、脫出機(jī)理,可以獲得比雙電層超級電容器更高的比能量,制備出低內(nèi)阻值全固態(tài)柔性混合型超級電容器;
[0025](3).對凝膠電解質(zhì)經(jīng)過改性的形成鋰鹽復(fù)合型凝膠電解質(zhì),能有效提高凝膠電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率,同時(shí),還能為負(fù)極提供相應(yīng)的鋰源;
[0026](4).通過在凝膠聚合電解質(zhì)中摻雜一定量的無機(jī)材料,可提高聚合物凝膠電解質(zhì)的機(jī)械穩(wěn)定性,提高電解質(zhì)體系中鋰離子的迀移數(shù);
[0027](5).在凝膠聚合電解質(zhì)中加入少量導(dǎo)電劑材料,可進(jìn)一步提高凝膠電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性,降低超級電容器單體內(nèi)阻。[【附圖說明】]
[0028]圖1是實(shí)施例中的流程不意圖;
[0029]圖2是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)示意圖‘
[0030]圖中:1.正極2.極耳3.摻雜改性聚合凝膠電解質(zhì)膜;
[0031]指定圖1作為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,這種結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明為采用凝膠聚合物電解質(zhì)的混合型超級電容器,包括正極、負(fù)極、摻雜改性凝膠聚合物電解質(zhì)及柔性外包裝材料等。本發(fā)明中正極活性物質(zhì)為活性炭、介孔炭或碳納米管等具有高比表面積的炭材料之一或幾種混合;負(fù)極活性物質(zhì)為活性炭、硬炭材料或者鈦酸鋰中的一種或幾種。
[0034]本專利通過采用摻雜改性聚合物凝膠電解質(zhì),制備具有離子電導(dǎo)率的電解質(zhì)體系,從而解決目前聚合物凝膠電解質(zhì)在超級電容器中難以使用的問題,降低超級電容器的內(nèi)阻,制備可實(shí)用化的固態(tài)柔性超級電容器,并采用固態(tài)聚合物凝膠電解質(zhì)的超級電容器,解決了電解液易泄漏的問題,便于開發(fā)薄型、柔性可彎曲型超級電容器。聚合物凝膠電解質(zhì)是指由聚合物、電解質(zhì)鹽、低分子溶劑通過一定的方法復(fù)合形成的具有合適微結(jié)構(gòu)的聚合物網(wǎng)絡(luò),利用固定在微結(jié)構(gòu)中的液態(tài)電解質(zhì)分子實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo)的聚合物電解質(zhì),其離子電導(dǎo)率一般10—3S/cm數(shù)量級,是制作柔性固態(tài)超級電容器的理想電解質(zhì)材料。
[0035]具體為:
[0036](I)正極采用正極活性物質(zhì)為活性炭、介孔炭或碳納米管或具有高比表面積的炭材料之一或幾種的混合物等材料,其中儲能機(jī)理為雙電層機(jī)理;負(fù)極活性物質(zhì)為活性炭、硬炭材料或者鈦酸鋰等材料,主要為鋰的快速嵌入、脫出機(jī)理,因此,可以獲得比雙電層超級電容器更高的比能量,制備出低內(nèi)阻值全固態(tài)柔性混合型超級電容器;
[0037](2)對凝膠電解質(zhì)經(jīng)過改性的形成鋰鹽復(fù)合型凝膠電解質(zhì),如鋰鹽復(fù)合聚氧化乙烯凝膠電解質(zhì)PE0-LiX(X = C104—、BF4—、PF6—),或聚丙烯酸鋰復(fù)合凝膠電解質(zhì)(PAAL1-Li X’,X,=C104—、N03—、CH3⑶O—、BF4—、PF6—),或聚丙烯腈鋰復(fù)合電解質(zhì)(PAN-Li X”,X” =C1〇4—、N(SO2CF3)2-、CH3C00—、BF4—、PF6—),或聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合電解質(zhì)(PMMA-LiX”,,X” ’=C1〇4—、N( SO2CF3) 2—、CH3COO-、BF4—、PF6—)等,提高凝膠電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率,同時(shí),還能為負(fù)極提供相應(yīng)的鋰源;
[0038](3)在凝膠聚合電解質(zhì)中摻雜一定量的無機(jī)材料,包括Li3N, LiAlO2, A1203,Si02,Zr02,LiNb03,Ti02等材料,可提高聚合物凝膠電解質(zhì)的機(jī)械穩(wěn)定性,提高電解質(zhì)體系中鋰離子的迀移數(shù)。
[0039](4)在凝膠聚合電解質(zhì)中加入少量導(dǎo)電劑材料,如碳納米管、導(dǎo)電炭黑(SP)、石墨烯等材料,進(jìn)一步提高凝膠電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性,降低超級電容器單體內(nèi)阻。
[0040]實(shí)施例1
[0041 ]參見圖1,以PAAL1-LiClO4-Al2O3凝膠聚合電解質(zhì)制作固態(tài)柔性超級電容器為例說明制備凝膠聚合物電解質(zhì)的具體方法:
[0042](I)正極片制作步驟:按一定的質(zhì)量比例稱取活性炭、石墨粉、導(dǎo)電炭黑(SP)、羧甲基纖維素(CMC)、丁苯橡膠乳液(SBR),按一定次序混合均勻,攪拌成漿料,然后涂布在集流體(鋁箔)上,經(jīng)120?130°C真空烘干后,碾壓后,裁剪成一定的尺寸;
[0043](2)負(fù)極片制作步驟:按一定的質(zhì)量比例稱取硬炭、聚偏氟乙烯PVDF、導(dǎo)電炭黑,按一定次序混合均勻,攪拌成漿料,然后涂布在集流體(銅箔)上,經(jīng)120?130 °C真空烘干后,碾壓后,裁剪成一定的尺寸;
[0044](3)摻雜改性的聚合物凝膠電解質(zhì)膜制作步驟(以PAAL1-LiC104-Al203凝膠聚合電解質(zhì)為例):將丙烯酸和L1H混合,室溫下在甲醇中反應(yīng),再用丙酮沉淀之,得到丙烯酸鋰,丙烯酸鋰用甲醇溶解后,在氮?dú)獗Wo(hù)下與偶氮二異丁腈的甲醇溶液反應(yīng),即可生成聚丙烯酸鋰沉淀,經(jīng)過濾和真空干燥得到聚丙烯酸鋰(PAALi),將PAALi與鋰鹽(LiC104)按一定質(zhì)量比溶解于乙二醇溶劑中使其形成均勻溶液,然后再入已經(jīng)按比例分散好的碳納米管(CNT)+Al2O3漿料,將溶液澆鑄在一定尺寸的平板槽中,減壓加熱,讓溶劑緩慢蒸發(fā),最后在升溫和真空下干燥得到一定厚度的PAAL1-LiC104-Al203凝膠聚合電解質(zhì)膜。將得到的凝膠聚合電解質(zhì)膜裁成規(guī)定的尺寸;
[0045](4)將上述取得的正極極片、聚合物凝膠電解質(zhì)膜、負(fù)極極片按層疊方式組裝成電芯,順序依次為正極極片/聚合物凝膠電解質(zhì)膜/負(fù)極極片,然后將疊好的電芯的正、負(fù)極極群焊接在相應(yīng)極耳上,最后將電芯封裝好在成型的鋁塑膜中。根據(jù)制備方法組裝成100F超級電容器,經(jīng)化成預(yù)嵌鋰后進(jìn)行性能測試,在常溫