下以電流3A在2.5V?4.0V測(cè)試等到能量密度為16Wh/kg，功率密度為5000W/kg，單體的交流內(nèi)阻為1.51πιΩ，直流內(nèi)阻為1.90πιΩ ;以電流3Α在2.5V?4.0V間循環(huán)，在5000次以后儲(chǔ)存能量保持率為92.1 %。
[0046]實(shí)施例2
[0047]采用上述相同方法分別制備出組裝全固態(tài)柔性超級(jí)電容器所需的正極片、負(fù)極片。
[0048]將一定量的鋰鹽1^勵(lì)3、氣相3丨02加入到乙腈溶液中，1^勵(lì)3與5丨02比例為8:2，配成I?2mol/L的溶液，用超聲分散均勻后，加入指定量的聚氧化乙烯(ΡΕ0，平均分子量為20萬(wàn)?500萬(wàn)之間)，PEO = LiNO3為1:0.8?1: 1.5之間，用超聲分散均勻，倒入到干凈的模具中，緩慢蒸發(fā)溶劑后，再在80?120°C的真空下干燥24?48小時(shí)，然后裁成規(guī)定的尺寸，即制得PEO-LiNO3S12基凝膠聚合電解質(zhì)膜。
[0049]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(jí)電容器，經(jīng)化成預(yù)嵌鋰后進(jìn)行性能測(cè)試，在常溫下以電流3A在2.5V?4.1V測(cè)試等到能量密度為20Wh/kg，功率密度為7000W/kg，單體的交流內(nèi)阻為1.15πιΩ，直流內(nèi)阻為1.56mΩ ;以電流3A在2.5V?4.1V間循環(huán)，在5000次以后儲(chǔ)存能量保持率為91.6%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)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，其特征在于所述的改性凝膠聚合物電解質(zhì)選擇鋰鹽復(fù)合型凝膠電解質(zhì)，包括鋰鹽復(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-LiX’，X’=C104—、N03—、CH3COO—、BF4—、PF6—，或聚丙烯腈鋰復(fù)合電解質(zhì)PAN-LiX”，X”=C104—、N(S02CF3)2—、CH3C00—、BF4—、PF6—，或聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合電解質(zhì)PMMA-LiX”，，X”，=C104—、N(S02CF3)2—、CH3COO—、BF4—、PF6—;所述的正極采用的活性物質(zhì)為活性炭、介孔炭、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;負(fù)極采用的活性物質(zhì)為活性炭、硬炭材料或者鈦酸鋰中的一種或幾種的混合物;正極極片、聚合物凝膠電解質(zhì)膜、負(fù)極極片按正極極片/聚合物凝膠電解質(zhì)膜/負(fù)極極片依次層疊的方式組裝成電芯，然后將疊好的電芯的正、負(fù)極極片焊接在相應(yīng)極耳上，最后將電芯封裝好在成型的鋁塑膜中。2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器，其特征在于所述的正極片的活性物涂層由活性炭或介孔炭、碳納米管或具有高比表面積的炭材料之一、、導(dǎo)電炭黑、羧甲基纖維素、丁苯橡膠乳液按一定的質(zhì)量比例制成，所述的活性炭材料質(zhì)量比為80?95%，導(dǎo)電材料導(dǎo)電炭黑占比2?5%，羧甲基纖維素和丁苯橡膠乳液占比1.5 ?3.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器，其特征在于所述的負(fù)極片的活性炭涂層由硬炭或鈦酸鋰、聚偏氟乙烯PVDF、導(dǎo)電炭黑按一定的質(zhì)量比例制成，所述的硬炭或鈦酸鋰的材料質(zhì)量比為80?95%，聚偏氟乙稀材料占比2?5%，導(dǎo)電炭黑占比1.5?5%。4.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器，其特征在于所述的聚合物凝膠電解質(zhì)為經(jīng)過(guò)摻雜改性的凝膠聚合物電解質(zhì)，其離子導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度都有大幅度提高。5.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)固態(tài)柔性一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器，其特征在于在凝膠聚合電解質(zhì)中摻雜一定量的無(wú)機(jī)材料，包括Li3N, LiAlO2,A1203，Si02，Zr02，LiNb03，Ti02，無(wú)機(jī)材料占固含量比值為I %?5%之間。6.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)固態(tài)柔性一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器，其特征在于在凝膠聚合電解質(zhì)中加入少量導(dǎo)電劑材料，如碳納米管、導(dǎo)電炭黑、石墨烯，導(dǎo)電劑材料的占固含量比值為2?5%。7.—種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器的制造方法，超級(jí)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，其特征在于該電容器為低內(nèi)阻值全固態(tài)柔性混合型超級(jí)電容器，以改性聚丙烯酸鋰基聚合物凝膠超級(jí)電容器為例，其制作過(guò)程包括以下步驟: (1)正極片制作步驟:按質(zhì)量比例稱(chēng)取活性炭、石墨粉、導(dǎo)電炭黑、羧甲基纖維素、丁苯橡膠乳液，其中活性炭材料質(zhì)量比為80?95%，導(dǎo)電材料導(dǎo)電炭黑占比2?5%，羧甲基纖維素和丁苯橡膠乳液占比1.5?5%，按一定次序混合均勻，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； (2)負(fù)極片制作步驟:按質(zhì)量比例稱(chēng)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，然后涂布在集流體上，經(jīng)120?130°C真空烘干后，碾壓后，裁剪成一定的尺寸，其中硬炭或鈦酸鋰材料質(zhì)量比為80?95%，聚偏氟乙烯材料占比2?5%，導(dǎo)電炭黑占比1.5?5% ； (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°C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(guò)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(I: I?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； (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。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電子元器件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種有關(guān)固態(tài)柔性聚合物凝膠電解質(zhì)混合型超級(jí)電容器及方法，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，所述的正極采用的活性物質(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；負(fù)極采用的活性物質(zhì)為活性炭、硬炭材料或者鈦酸鋰中的一種或幾種的混合物，所述的凝膠聚合物電解質(zhì)選擇摻雜改性鋰鹽復(fù)合型凝膠電解質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)采用摻雜改性聚合物凝膠電解質(zhì)，降低超級(jí)電容器的內(nèi)阻，制備可實(shí)用化的固態(tài)柔性超級(jí)電容器，并解決了電解液易泄漏的問(wèn)題，便于開(kāi)發(fā)薄型、柔性可彎曲型超級(jí)電容器。
【IPC分類(lèi)】H01G11/04, H01G11/84, H01G11/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105575670
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510950055
【發(fā)明人】顏亮亮, 安仲勛, 吳明霞, 黃廷立, 夏恒恒, 劉永環(huán), 范羚羚
【申請(qǐng)人】上海奧威科技開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日