用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法_4

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混合物)以及氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙三者混合物(质量比 1:1:2、0.5:1:1、1:3:1、1:1:2.5、1:2.7:1、1:1:4、5:1:1、1:6:1,1:7:0.1以及其它任意比混合物)。
[0121]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例1
[0122]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例1的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.5 Ω ;在0-2.7V电压下,循环5000次后比容量下降5%。
[0123]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例2
[0124]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例2的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.48Ω ;在0-2.7V电压下,循环8000次后比容量下降5%。
[0125]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例3
[0126]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例3的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.4Ω ;在0-2.7V电压下,循环14000次后比容量下降5%。
[0127]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例4
[0128]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例4的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.1 Ω ;在0-2.7V电压下,循环22000次后比容量下降5%。
[0129]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例5
[0130]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例5的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.2 Ω ;在0-2.7V电压下,循环20000次后比容量下降5%。
[0131]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例6
[0132]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例6的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.4Ω ;在0-2.7V电压下,循环12000次后比容量下降5%。
[0133]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例7
[0134]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例7的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.35Ω ;在0-2.7V电压下,循环15000次后比容量下降5%。
[0135]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例8
[0136]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例8的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.45Ω ;在0-2.7V电压下,循环10000次后比容量下降5%。
[0137]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例9
[0138]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例9的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.25 Ω ;在0-2.7V电压下,循环5500次后比容量下降5%。
[0139]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例10
[0140]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例10的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.33Ω ;在0-2.7V电压下,循环8000次后比容量下降5%。
[0141]应用核壳多孔纳米碳材料的超级电容器的实施例11
[0142]本实施例的超级电容器包括正极、负极、电解液以及隔膜,其中正极或负极表面涂覆有浆料,浆料包含核壳多孔纳米碳材料,其中核壳多孔纳米碳材料采用核壳多孔纳米碳材料实施例11的。经过组装、封装得到的电容器,经检测其等效串联电阻为0.42Ω ;在0-2.7V电压下,循环7000次后比容量下降5%。
[0143]鉴于本发明方案实施例众多,各实施例实验数据庞大众多,不适合于此处逐一列举说明,但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近,故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明,仅列举上述部分作为代表说明本发明申请优异之处,而不作为对本发明要求范围的限定。
[0144]本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案,同样都在本发明要求保护的范围内;同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中,在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案),而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系,其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换,特别声明的除外。
[0145]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的【具体实施方式】,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:包括碳源溶液的制备、碳纳米管分散液的制备;碳纳米管包覆;碳化;造孔; 其中碳纳米管包覆为将碳源溶液和碳纳米管分散液混合均匀,在60-180°C下搅拌6-10小时,在碳纳米管表面均匀包覆碳源包覆层,再经洗涤、干燥得到以碳纳米管为芯部,碳源为外包覆层的包覆碳纳米管。2.根据权利要求1所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述碳化为将包覆碳纳米管在0.Ι-lmol/L氧化性酸中,经50-120°C氧化处理3-6小时后,碳源包覆层被碳化成无定型碳壳,得到无定型碳壳包覆的碳纳米管,其中氧化性酸溶液的浓度以酸根阴离子浓度计。3.根据权利要求1所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述造孔为将无定型碳壳包覆的碳纳米管与碱混合后,在500-800°C处理3-6小时造孔,再经冷却、酸中和、洗涤、干燥即可。4.根据权利要求1所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述碳纳米管包覆步骤中干燥为真空冷冻干燥,干燥时间为24-48h。5.根据权利要求2所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述碳化步骤中氧化性酸为硫酸、硝酸中任一。6.根据权利要求3所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述造孔步骤中无定型碳壳包覆的碳纳米管与碱的混合比例为(质量比)1: (1-10)。7.根据权利要求3或6所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述造孔步骤中碱为氢氧化钠、氢氧化钾或者氢氧化钙中的至少一种。8.根据权利要求3所述的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,其特征在于:所述造孔步骤中干燥为在20-110°C下干燥12-24小时。
【专利摘要】本发明公开的用于超级电容器电极的核壳多孔纳米碳材料的制备方法,包括碳源溶液的制备、碳纳米管分散液的制备;碳纳米管包覆;碳化;造孔;其中碳纳米管包覆为将碳源溶液和碳纳米管分散液混合均匀,在60-180℃下搅拌6-10小时,在碳纳米管表面均匀包覆碳源包覆层,再经洗涤、干燥得到以碳纳米管为芯部,碳源为外包覆层的包覆碳纳米管。本发明方法制备得到的核壳多孔纳米碳材料具有导电性好,比表面积大,孔结构丰富并且离子扩散距离短的优势,用作电极材料有利于高比容量,低内阻,高倍率性能以及长循环寿命的获得。
【IPC分类】H01G11/36, H01G11/86, H01G11/24, H01G11/34
【公开号】CN105261487
【申请号】CN201510746953
【发明人】阮殿波, 崔超婕, 乔志军
【申请人】宁波南车新能源科技有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月5日
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