本发明涉及复合电极材料加工技术领域，具体涉及一种高功率密度复合电容器电极及其制备方法。
背景技术：
目前超级电容器的电极材料主要有四类：1、活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极；2、碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极；3、碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料；4、碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极。
现阶段电极材料发展迅速，其中石墨烯由于其具有稳定性高、导电性强等优异性能也在电极材料中发挥重大作用，现在对于电极材料的要求，其功率密度是一个及其重要的性质，如何提升电机材料的功率密度为现阶段电极材料的一大研究方向。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种高功率密度复合电容器电极及其制备方法，提高了电极材料的功率密度，增强电极的使用效果，并且提升电极材料的强度，延长其使用寿命，提升经济效益。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种高功率密度复合电容器电极，所述电容器电极由以下重量份的原料制成：硝酸铜6-8份、活性炭6-10份、石墨烯4-8份、三聚磷酸钠1-3份、氧化锰4-6份、氧化镍1-4份、钴酸锂1-2份、聚乙烯吡咯烷酮1-3份、醋酸溶液4-6份。
优选的，所述电容器电极由以下重量份的原料制成：硝酸铜7份、活性炭8份、石墨烯6份、三聚磷酸钠2份、氧化锰5份、氧化镍2.5份、钴酸锂1.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、醋酸溶液5份。
一种高功率密度复合电容器电极的制备方法包括以下步骤：
(1)将活性炭、石墨烯混合研磨后加入醋酸溶液，升温搅拌均匀后，于高压反应釜中高温高压处理一段时间后过滤，得粗料备用；
(2)将硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合加入去离子水于超声震荡仪中进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将上述步骤(1)中的粗料加入到步骤(2)中的均质液中，调节溶液至中性，高速搅拌后将混合液于氮气保护下快速升温至180-200℃，后静置一段时间，取出后进行压滤，得改性基料备用；
(4)将氧化锰、氧化镍和钴酸锂混合高温熔融后，再加入三聚磷酸钠搅拌均匀，后冷却至常温，得混合金属材料备用；
(5)将上述混合金属材料和步骤(3)中改性基料混合后于研磨机中进行研磨过筛，所得混合粉末搅拌均后进行高温热融，得混合液备用；
(6)将混合液注于事先预热的模具中，缓慢降温至定型，得到粗制电极，后打磨光滑得本发明高功率密度复合电容器电极。
优选的，所述步骤(1)中升温搅拌的温度为60-70℃，后高温高压处理的温度为60-80℃，压强为22-25mpa，处理时间为45-55min。
优选的，所述步骤(2)中加入去离子水为硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合后体积的15-20倍，超声震荡均质的功率为200-400w，均质时间为10-15min。
优选的，所述步骤(3)高速搅拌的转速为1200-1400r/min，搅拌的时间为5-8min，快速升温的速度为50-80℃/min，静置时间为1-1.5h。
优选的，所述步骤(4)中高温熔融的温度为600-800℃。
优选的，所述步骤(5)中混合粉末需过60-100目筛，高温热熔的温度为800-850℃。
优选的，所述步骤(6)中模具预热的温度为500℃，缓慢降温的速度为10-15℃/min。
本发明提供一种高功率密度复合电容器电极及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用活性炭、石墨烯等材料制备电容器电极，使产品具有优良的导电性和功率密度，增强产品的使用寿命，增加经济效益，适合推广生产。
(2)本发明对活性炭、石墨烯混合醋酸处理后高温高压处理，再硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合溶液改性处理，使得所得产品具有优良的稳定性，同时提升产品抗氧化性，增强产品使用寿命。
(3)本发明还添加有三聚磷酸钠、氧化锰、氧化镍、钴酸锂等物质高温熔融混合，增强了电容器的比电容，减小电极材料的阻抗性，使其具有优异的电学性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高功率密度复合电容器电极，所述电容器电极由以下重量份的原料制成：硝酸铜6份、活性炭6份、石墨烯4份、三聚磷酸钠1份、氧化锰4份、氧化镍1份、钴酸锂1份、聚乙烯吡咯烷酮1份、醋酸溶液4份。
一种高功率密度复合电容器电极的制备方法包括以下步骤：
(1)将活性炭、石墨烯混合研磨后加入醋酸溶液，升温搅拌均匀后，于高压反应釜中高温高压处理一段时间后过滤，得粗料备用；
(2)将硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合加入去离子水于超声震荡仪中进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将上述步骤(1)中的粗料加入到步骤(2)中的均质液中，调节溶液至中性，高速搅拌后将混合液于氮气保护下快速升温至180-200℃，后静置一段时间，取出后进行压滤，得改性基料备用；
(4)将氧化锰、氧化镍和钴酸锂混合高温熔融后，再加入三聚磷酸钠搅拌均匀，后冷却至常温，得混合金属材料备用；
(5)将上述混合金属材料和步骤(3)中改性基料混合后于研磨机中进行研磨过筛，所得混合粉末搅拌均后进行高温热融，得混合液备用；
(6)将混合液注于事先预热的模具中，缓慢降温至定型，得到粗制电极，后打磨光滑得本发明高功率密度复合电容器电极。
其中，所述步骤(1)中升温搅拌的温度为60-70℃，后高温高压处理的温度为60-80℃，压强为22-25mpa，处理时间为45-55min；所述步骤(2)中加入去离子水为硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合后体积的15-20倍，超声震荡均质的功率为200-400w，均质时间为10-15min；所述步骤(3)高速搅拌的转速为1200-1400r/min，搅拌的时间为5-8min，快速升温的速度为50-80℃/min，静置时间为1-1.5h；所述步骤(4)中高温熔融的温度为600-800℃；所述步骤(5)中混合粉末需过60-100目筛，高温热熔的温度为800-850℃；所述步骤(6)中模具预热的温度为500℃，缓慢降温的速度为10-15℃/min。
实施例2：
一种高功率密度复合电容器电极，所述电容器电极由以下重量份的原料制成：硝酸铜8份、活性炭10份、石墨烯8份、三聚磷酸钠3份、氧化锰6份、氧化镍4份、钴酸锂2份、聚乙烯吡咯烷酮3份、醋酸溶液6份。
一种高功率密度复合电容器电极的制备方法包括以下步骤：
(1)将活性炭、石墨烯混合研磨后加入醋酸溶液，升温搅拌均匀后，于高压反应釜中高温高压处理一段时间后过滤，得粗料备用；
(2)将硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合加入去离子水于超声震荡仪中进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将上述步骤(1)中的粗料加入到步骤(2)中的均质液中，调节溶液至中性，高速搅拌后将混合液于氮气保护下快速升温至180-200℃，后静置一段时间，取出后进行压滤，得改性基料备用；
(4)将氧化锰、氧化镍和钴酸锂混合高温熔融后，再加入三聚磷酸钠搅拌均匀，后冷却至常温，得混合金属材料备用；
(5)将上述混合金属材料和步骤(3)中改性基料混合后于研磨机中进行研磨过筛，所得混合粉末搅拌均后进行高温热融，得混合液备用；
(6)将混合液注于事先预热的模具中，缓慢降温至定型，得到粗制电极，后打磨光滑得本发明高功率密度复合电容器电极。
其中，所述步骤(1)中升温搅拌的温度为60-70℃，后高温高压处理的温度为60-80℃，压强为22-25mpa，处理时间为45-55min；所述步骤(2)中加入去离子水为硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合后体积的15-20倍，超声震荡均质的功率为200-400w，均质时间为10-15min；所述步骤(3)高速搅拌的转速为1200-1400r/min，搅拌的时间为5-8min，快速升温的速度为50-80℃/min，静置时间为1-1.5h；所述步骤(4)中高温熔融的温度为600-800℃；所述步骤(5)中混合粉末需过60-100目筛，高温热熔的温度为800-850℃；所述步骤(6)中模具预热的温度为500℃，缓慢降温的速度为10-15℃/min。
实施例3：
一种高功率密度复合电容器电极，所述电容器电极由以下重量份的原料制成：硝酸铜7份、活性炭8份、石墨烯6份、三聚磷酸钠2份、氧化锰5份、氧化镍2.5份、钴酸锂1.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、醋酸溶液5份。
一种高功率密度复合电容器电极的制备方法包括以下步骤：
(1)将活性炭、石墨烯混合研磨后加入醋酸溶液，升温搅拌均匀后，于高压反应釜中高温高压处理一段时间后过滤，得粗料备用；
(2)将硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合加入去离子水于超声震荡仪中进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将上述步骤(1)中的粗料加入到步骤(2)中的均质液中，调节溶液至中性，高速搅拌后将混合液于氮气保护下快速升温至180-200℃，后静置一段时间，取出后进行压滤，得改性基料备用；
(4)将氧化锰、氧化镍和钴酸锂混合高温熔融后，再加入三聚磷酸钠搅拌均匀，后冷却至常温，得混合金属材料备用；
(5)将上述混合金属材料和步骤(3)中改性基料混合后于研磨机中进行研磨过筛，所得混合粉末搅拌均后进行高温热融，得混合液备用；
(6)将混合液注于事先预热的模具中，缓慢降温至定型，得到粗制电极，后打磨光滑得本发明高功率密度复合电容器电极。
其中，所述步骤(1)中升温搅拌的温度为60-70℃，后高温高压处理的温度为60-80℃，压强为22-25mpa，处理时间为45-55min；所述步骤(2)中加入去离子水为硝酸铜、聚乙烯吡咯烷酮混合后体积的15-20倍，超声震荡均质的功率为200-400w，均质时间为10-15min；所述步骤(3)高速搅拌的转速为1200-1400r/min，搅拌的时间为5-8min，快速升温的速度为50-80℃/min，静置时间为1-1.5h；所述步骤(4)中高温熔融的温度为600-800℃；所述步骤(5)中混合粉末需过60-100目筛，高温热熔的温度为800-850℃；所述步骤(6)中模具预热的温度为500℃，缓慢降温的速度为10-15℃/min。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。