本發(fā)明專利技術(shù)屬于電容器領(lǐng)域，其公開了一種電化學(xué)電容器電極及電化學(xué)電容器；該電化學(xué)電容器電極包括正極和負(fù)極；正極的材料包括鋁箔以及涂覆在鋁箔上的質(zhì)量比分別為80～93∶2～10∶5～10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑組成的正極活性材料；負(fù)極的材料包括鋁箔以及涂覆在鋁箔上的質(zhì)量比分別為80～93∶2～10∶5～10的鈦酸鋰、第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑組成的負(fù)極活性材料。本發(fā)明專利技術(shù)提供電化學(xué)電容器電極，其負(fù)極材料具有低的電位平臺，而正極采用了比表面積較高、電導(dǎo)率優(yōu)良的石墨烯，其能夠有效的降低整體電化學(xué)電容器的內(nèi)阻，又能使電化學(xué)電容器的形成較高的比電容。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電容器領(lǐng)域，其涉及一種電化學(xué)電容器。本專利技術(shù)還涉及一種該電化學(xué)電容器的制備方法。
技術(shù)介紹
20世紀(jì)90年代，對電動汽車的開發(fā)以及對功率脈沖電源的需求，更刺激了人們對電化學(xué)電容器的研究。目前電化學(xué)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)將電池和超級電容器聯(lián)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(yīng)用場合，如GSM、GPRS 等。電容器和電池聯(lián)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(shè)備的短小輕薄等發(fā)展方向相違背。(2)利用電化學(xué)電容器和電池的原理，開發(fā)混合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(zhǔn)電容器(Pseudo-capacitor)。為進一步提高電化學(xué)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(yīng)電極結(jié)合起來構(gòu)成混合電容器的概念(Electrochemical Hybrid Capacitor, EHC 或稱為 Hybrid capacitor)。1997 年，ESMA 公司公開了 NiOOH/ AC混合電容器的概念，揭示了蓄電池材料和電化學(xué)電容器材料組合的新技術(shù)。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Li4Ti5012/AC電化學(xué)混合電容器，是電化學(xué)混合電容器發(fā)展的又一個里程碑。目前研究的活性炭/鈦酸鋰型混合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(dǎo)致電容器的比電容低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種能量密度高、比電容高的電化學(xué)電容器。一種電化學(xué)電容器，包括正極、負(fù)極、介于所述正極和負(fù)極之間的隔膜以及電解液；所述正極、負(fù)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(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑組成的正極活性材料；所述負(fù)極的材料包括鋁箔以及涂覆在所述鋁箔上的質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的鈦酸鋰、第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑組成的負(fù)極活性材料。上述電化學(xué)電容器中，所述正極活性材料與所述負(fù)極活性材料的質(zhì)量比為 I : I I : 5。上述電化學(xué)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(dǎo)電劑和第二導(dǎo)電劑為乙炔黑、導(dǎo)電炭黑或碳納米管，這些導(dǎo)電劑均可以通過市面購買獲得；所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)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(zhì)鹽與非水性有機溶劑配制而成；所述隔膜采用pp隔膜。本專利技術(shù)的另一目的在于提供上述電化學(xué)電容器的制備方法，其步驟如下SI、將質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑配置成正極活性材料，以及將質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的鈦酸鋰、 第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑配置成負(fù)極活性材料；S2、將所述正極活性材料涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥處理后，制得正極；將所述負(fù)極活性材料涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥處理后，制得負(fù)極；S3、將所述正極、負(fù)極以及隔膜剪切成所需規(guī)格后按照正極/隔膜/負(fù)極的順序組裝后置入裝有電解液的容器中，獲得所述電化學(xué)電容器。上述制備方法中，步驟S2中，所述正極活性材料與所述負(fù)極活性材料的質(zhì)量比為 I : I I : 5。本專利技術(shù)提供電化學(xué)電容器，其負(fù)極材料具有低的電位平臺，使得電化學(xué)電容器的平均工作電壓高于傳統(tǒng)的雙電層電容器，又由于嵌入-脫嵌機制產(chǎn)生的化學(xué)能，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(dǎo)率優(yōu)良的石墨烯，其能夠有效的降低整體電化學(xué)電容器的內(nèi)阻，又能使電化學(xué)電容器的形成較高的比電容；正極采用的石墨烯材料具有良好的電導(dǎo)率，能夠有效的降低整體電化學(xué)電容器的內(nèi)阻，使混合電化學(xué)電容器的功率密度較雙電層電容減小不是太多，同時能夠保持良好的循環(huán)壽命。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的電化學(xué)電容器結(jié)構(gòu)示意圖2為本專利技術(shù)的電化學(xué)電容器的制備工藝流程圖3為本專利技術(shù)實施例I的電化學(xué)電容器的恒電流充放電曲線。具體實施方式—種電化學(xué)電容器，如圖I所不，包括正極6、負(fù)極7、介于所述正極6和負(fù)極7之間的隔膜3以及電解液8，所述正極6、負(fù)極7、隔膜3按照正極6/隔膜3/負(fù)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(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑組成的正極活性材料2 ;負(fù)極7的材料包括鋁箔5以及涂覆在所述鋁箔5上的質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的鈦酸鋰、第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑組成的負(fù)極活性材料4。上述電化學(xué)電容器中，所述正極活性材料與所述負(fù)極活性材料的質(zhì)量比為 I : I I : 5。上述電化學(xué)電容器中，電極材料或電解液材料如下石墨烯為比表面積為400 1000m2/g的石墨烯，也可以選用進行表面改性的石墨稀，如，進彳了慘雜B、N、O、F等兀素的表面改性石墨稀；第一導(dǎo)電劑和第二導(dǎo)電劑為乙炔黑、導(dǎo)電炭黑(如，導(dǎo)電炭黑super P)或碳納米管，這些導(dǎo)電劑均可以通過市面購買獲得；第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)；鈦酸鋰為摻雜鈦酸鋰材料，摻雜元素可為Ni、Co、Cr、Cu、Fe或V等中的一種或幾種；鈦酸鋰也可為碳包覆改性的鈦酸鋰；所述電解液為鋰離子電解質(zhì)鹽與非水性有機溶劑配制而成的電解液；電解液中的鋰離子電解質(zhì)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(nèi)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；所述隔膜可采用pp隔膜。本專利技術(shù)的另一目的在于提供上述電化學(xué)電容器的制備方法，如圖2所示，包括步驟如下SI、將質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑配置成正極活性材料，以及將質(zhì)量比分別為80 93 2 10 5 10的鈦酸鋰、 第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑配置成負(fù)極活性材料；S2、將所述正極活性材料涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥處理后，制得正極；將所述負(fù)極活性材料涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥處理后，制得負(fù)極；S3、將所述正極、負(fù)極以及隔膜剪切成所需規(guī)格后切割成所需規(guī)格并按照正極/ 隔膜/負(fù)極的順序組裝后置入裝有電解液的容器中，獲得所述電化學(xué)電容器。上述制備方法中，步驟S2中，所述正極活性材料與所述負(fù)極活性材料的質(zhì)量比為 I : I I : 5。上述電化學(xué)電容器的制備方法中，電極材料、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本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種電化學(xué)電容器，包括正極、負(fù)極、介于所述正極和負(fù)極之間的隔膜以及電解液；所述正極、負(fù)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(zhì)量比分別為80～93∶2～10∶5～10的石墨烯、第一導(dǎo)電劑以及第一粘結(jié)劑組成的正極活性材料；所述負(fù)極的材料包括鋁箔以及涂覆在所述鋁箔上的質(zhì)量比分別為80～93∶2～10∶5～10的鈦酸鋰、第二導(dǎo)電劑以及第二粘結(jié)劑組成的負(fù)極活性材料。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周明杰，鐘玲瓏，王要兵，
申請(專利權(quán))人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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