本發明專利技術屬于電容器領域，其公開了一種超級混合電容器電極及電容器；該超級混合電容器電極包括正極和負極；正極的材料包括鋁箔以及涂覆在鋁箔上的由石墨烯混合物、第一導電劑以及第一粘結劑組成的正極活性材料，且石墨烯混合物包括質量比為1∶0.1～1的碳材料和石墨；負極的材料包括鋁箔以及涂覆在鋁箔上的由石墨、第二導電劑以及第二粘結劑組成的負極活性材料。本發明專利技術提供超級混合電容器，其負極材料具有低的電位平臺，使得電容器的平均工作電壓高于傳統的雙電層電容器，從而使體系的能量密度上升；而正極采用了比表面積較高、電導率優良的石墨烯，其能夠有效的降低整體超級混合電容器的內阻，又能使超級混合電容器的形成較高的比電容。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電容器領域，其涉及一種超級混合電容器。本專利技術還涉及一種該超級混合電容器的制備方法。
技術介紹
20世紀90年代，對電動汽車的開發以及對功率脈沖電源的需求，更刺激了人們對電化學電容器的研究。目前電化學電容器的比能量仍舊比較低，而電池的比功率較低，人們正試圖從兩個方面解決這個問題(I)將電池和超級混合電容器聯合使用，正常工作時， 由電池提供所需的動力；啟動或者需要大電流放電時，則由電容器來提供，一方面可以改善電池的低溫性能不好的缺點；可以解決用于功率要求較高的脈沖電流的應用場合，如GSM、 GPRS等。電容器和電池聯合使用可以延長電池的壽命，但這將增加電池的附件，與目前能源設備的短小輕薄等發展方向相違背。(2)利用電化學電容器和電池的原理，開發電容器作為新的貯能元件。1990年Giner公司推出了貴金屬氧化物為電極材料的所謂贗電容器或稱準電容器(Pseudo-capacitor)。為進一步提高電化學電容器的比能量，1995年，D. A. Evans等提出了把理想極化電極和法拉第反應電極結合起來構成電容器的概念(Electrochemical Hybrid Capacitor, EHC 或稱為 Hybrid capacitor)。1997 年，ESMA 公司公開了 NiOOH/AC 電容器的概念，揭示了蓄電池材料和電化學電容器材料組合的新技術。2001年，G. G. Amatucci 報告了有機體系鋰離子電池材料和活性炭組合的Li4Ti5O12AC電化學電容器，是電化學電容器發展的又一個里程碑。目前研究的活性炭/石墨型電容器主要采用高比表面積的活性碳作為正極材料， 在正極與電解液的表面形成雙電層，正極材料的容量決定了整體系的容量。但是目前采用的高比表面積活性炭大部分的微孔比表面積無法形成有效電容，使得電容器能量密度低， 導致電容器的比電容低。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種超級混合電容器。一種超級混合電容器，包括正極、負極、介于所述正極和負極之間的隔膜以及電解液；所述正極、負極及隔膜浸泡在所述電解液中；其中，所述正極的材料包括鋁箔以及涂覆在所述鋁箔上的質量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導電劑以及第一粘結劑組成的正極活性材料；所述負極的材料包括銅箔以及涂覆在所述銅箔上的質量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨混合物、第二導電劑以及第二粘結劑組成的負極活性材料，且所述石墨混合物包括質量比為I : 0. I I的碳材料和石墨。上述超級混合電容器中，所述正極活性材料與所述負極活性材料的質量比為 I : I I : 5。上述超級混合電容器中，電極材料或電解液材料如下所述石墨稀為比表面積為400 1000m2/g的石墨稀；所述第一導電劑第二導電劑為乙炔黑、導電炭黑或碳納米管，這些導電劑均可以通過市面購買獲得；所述碳材料包括石墨烯片、碳氣凝膠、活性炭或碳納米管；所述第一粘結劑和第二粘結劑為聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)；所述電解液為鋰離子電解質鹽與非水性有機溶劑配制而成的電解液；所述隔膜采用電容器常用的pp隔膜。本專利技術的另一目的在于提供上述超級混合電容器的制備方法，其步驟如下SI、將質量比為I : O. I I的碳材料和石墨混合組成石墨烯混合物；S2、將質量比分別為80 93 2 10 5 10的所述石墨烯混合物、第一導電劑以及第一粘結劑配置成正極活性材料，以及將質量比分別為80 93 2 10 5 10 的石墨、第二導電劑以及第二粘結劑配置成負極活性材料；S3、將所述正極活性材料涂覆在鋁箔上，經干燥處理后，制得正極；將所述負極活性材料涂覆在銅箔上，經干燥處理后，制得負極；S4、將所述正極、負極以及隔膜按照正極/隔膜/負極的順序組裝后置入裝有電解液的容器中，獲得所述超級混合電容器。上述制備方法中，所述碳材料選自石墨烯片、碳氣凝膠、活性炭或碳納米管；上述制備方法中，步驟S3中，所述正極活性材料與所述負極活性材料的質量比為 I : I I : 5。本專利技術提供超級混合電容器，其負極材料具有低的電位平臺，使得超級混合電容器的平均工作電壓高于傳統的雙電層超級混合電容器，從而使體系的能量密度上升；而正極采用了比表面積較高、電導率優良的石墨烯，其能夠有效的降低整體超級混合電容器的內阻，又能使超級混合電容器的形成較高的比電容。附圖說明圖I為本專利技術的超級混合電容器結構示意圖2為本專利技術的超級混合電容器的制備工藝流程圖。具體實施方式一種超級混合電容器，如圖I所示，包括正極6、負極7、介于所述正極6和負極7 之間的隔膜3以及電解液8，所述正極6、負極7、隔膜3按照正極6/隔膜3/負極7順序組裝后置入盛有電解液8的容器9中；正極6的材料包括鋁箔I以及涂覆在所述鋁箔I上的質量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導電劑以及第一粘結劑組成的正極活性材料2 ;負極7的材料包括銅箔5以及涂覆在所述銅箔5上的質量比分別為80 93 : 2 10 : 5 10的石墨混合物、第二導電劑以及第二粘結劑組成的負極活性材料4， 且所述石墨混合物包括質量比為I : O. I I的碳材料和石墨；其中，負極選用的碳材料可以在該超級混合電容器充放電過程中能夠產生雙電層，又能有由嵌入-脫嵌機制產生的化學能，同時石墨的存在能夠將負極的電壓拉低，使能量密度相對于不含石墨的材料較高。上述超級混合電容器中，所述正極活性材料與所述負極活性材料的質量比為I: I I : 5。上述超級混合電容器中，電極材料或電解液材料如下石墨稀為比表面積為400 1000m2/g的石墨稀，也可以選用進彳丁表面改性的石墨稀，如，進彳了慘雜B、N、O、F等兀素的表面改性石墨稀；第一導電劑和第二導電劑為乙炔黑、導電炭黑(如，導電炭黑super P)或碳納米管，這些導電劑均可以通過市面購買獲得；第一粘結劑和第二粘結劑為聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)； 所述碳材料選自石墨烯、多孔炭材料、活性炭材料、活性炭纖維、納米碳纖維、玻璃碳、碳氣凝膠或碳納米管等材料，優選石墨烯片、碳氣凝膠、活性炭或碳納米管；所述電解液為鋰離子電解質鹽與非水性有機溶劑配制而成的電解液；電解液中的為鋰離子電解質鹽為LiPF6、LiBF4、LiB0B、LiCF3S03、LiN(S02CF3)或LiAsF6中的一種或兩種以上；電解液中的非水性有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、r-丁內酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯或乙腈中的一種或兩種以上混合；所述隔膜可采用pp隔膜。本專利技術的另一目的在于提供上述超級混合電容器的制備方法，如圖2所示，包括步驟如下SI、將質量比為I : O. I I的碳材料和石墨混合組成石墨混合物；S2、將質量比分別為80 93 : 2 10 : 5 10的石墨烯、第一導電劑以及第一粘結劑配置成正極活性材料，以及將質量比分別為80 93 2 10 5 10的所述石墨混合物、第二導電劑以及第二粘結劑配置成負極活性材料；S3、將所述正極活性材料涂覆在鋁箔上，經干燥處理后，制得正極；將所述負極活性材料涂覆在銅箔上，經干燥處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超級混合電容器，包括正極、負極、介于所述正極和負極之間的隔膜以及電解液；所述正極、負極及隔膜浸泡在所述電解液中；其特征在于，所述正極的材料包括鋁箔以及涂覆在所述鋁箔上的質量比分別為80～93∶2～10∶5～10的石墨烯、第一導電劑以及第一粘結劑組成的正極活性材料；所述負極的材料包括銅箔以及涂覆在所述銅箔上的質量比分別為80～93∶2～10∶5～10的石墨混合物、第二導電劑以及第二粘結劑組成的負極活性材料，且所述石墨混合物包括質量比為1∶0.1～1的碳材料和石墨。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周明杰，鐘玲瓏，王要兵，
申請(專利權)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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