一种活性石墨烯/活性炭复合电极片的制备方法_2

文档序号:9788951阅读:来源:国知局
器中,电容器单体的体积能量密度高。
[°03°]作为优选,所述活性石墨稀/活性炭复合电极片的面密度为0.7g/cm3。
[0031]在上述活性石墨烯/活性炭复合电极片的制备方法中,步骤S4中所述活性石墨烯/活性炭复合电极片的厚度为100-300μπι。若复合电极片过厚会境地材料的利用率,若复合电极片过薄,则需要更多的铝箔集流体,降低了整体器件的能量密度。
[0032]作为优选,所述活性石墨稀/活性炭复合电极片的厚度为200-230μηι。
[0033]进一步优选,所述活性石墨稀/活性炭复合电极片的厚度为200μηι。
[0034]本发明还提供了一种超级电容器,包括通过上述制备方法制得的活性石墨烯/活性炭复合电极片。
[0035]与现有技术相比,本发明复合电极片的制备方法通过将活性石墨烯改性后再与活性炭复合制成复合电极片,并通过活性石墨烯及活性炭的颗粒、比表面积等,以及控制粘结剂的用量与类型,不仅使最终电极片的厚度大小与密度可控,能连续批量化制备,将制得的电极片应用在超级电容器中还可提高容量,降低内阻,提升功率密度,提升超级电容器的耐压能力。
【附图说明】
[0036]图1为本发明实施例1活性石墨烯扫描电镜图。
[0037]图2为本发明实施例1活性石墨烯透射电镜图。
[0038]图3为本发明实施例1制得的活性石墨烯/活性炭复合电极片照片。
[0039]图4为本发明实施例1制得的活性石墨烯/活性炭复合电极片低倍扫描电镜图。
[0040]图5为本发明实施例1制得的活性石墨烯/活性炭复合电极片高倍扫描电镜图。
[0041]图6为本发明实施例1制得的活性石墨烯/活性炭复合电极片和对比例I中电极比容量对比图。
【具体实施方式】
[0042]以下是本发明的具体实施例结合【附图说明】,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0043]实施例1
[0044]将化学氧化法制备的还原石墨烯与造孔剂按质量比1:8混合均匀,然后先在水中等体积浸渍15小时,再烘干,烘干后在惰性气氛下,在960°C的条件下活化处理I小时,再经水洗、IM的盐酸清洗、大量水洗、烘干得到活性石墨烯;其中,所述的造孔剂为氢氧化钾和金属镍的复合造孔剂,复合造孔剂中氢氧化钾和金属镍的质量百分比为90%和10%;所述活性石墨稀的颗粒为8-9μηι,振实密度0.3_0.4g/cm3,比表面积为1600_1800m2/g,孔径为3_5nm;活性炭的颗粒为7-10μηι;
[0045]将活性炭石墨烯与聚乙烯醇(PVA)按质量百分比分别为98%与2%均匀混合,溶于一定量的无水乙醇,充分搅拌并超声30min,待乙醇充分挥发后得到PVA包覆的活性石墨稀;
[0046]将包覆改性后的活化石墨烯与活性炭以质量百分比分别为50%与50%混合,再将活性石墨烯/活性炭混合物、导电剂以及粘接剂以质量百分比分别为84%:6%: 10%在剪切速度为2000-15000rpm的条件下超速剪切混合,然后在80MPa下通过垂直碾压和水平碾压形成厚度均一炭膜;所述的粘接剂为分子量为50-100万的高分子粘接剂和粘结助剂的混合物,混合物中高分子粘结剂与粘结助剂的质量百分比为分别为90%与10%,所述的粘接剂为聚四氟乙烯(PTFE),粘接助剂为PVP-PVB;
[0047]将上述制得的炭膜与集流体通过导电胶粘贴在一起,在160°C加热固化20min后即可得活性石墨烯/活性炭复合电极片。所述活性石墨烯/活性炭复合电极片的面密度为
0.85g/cm3,厚度为150μπι,在50mA/g的测试条件下,其电极比容量为25F/g。
[0048]实施例2
[0049]将化学氧化法制备的还原石墨烯与造孔剂按质量比1:6混合均匀,然后先在水中等体积浸渍12小时,再烘干,烘干后在惰性气氛下,在990°C的条件下活化处理0.8小时,再经水洗、IM的盐酸清洗、大量水洗、烘干得到活性石墨烯;其中,所述的造孔剂为氢氧化钾;所述活性石墨稀的颗粒为8-9μηι,振实密度0.3-0.4g/cm3,比表面积为1600-1800m2/g,孔径为3-5nm;活性炭的颗粒为7-10μηι;
[0050]将活性石墨烯分散到一定量的临二氯苯(ODCB)中,通过超声、离心、干燥等步骤得到表面非共价键修饰的活性石墨烯;
[0051]将改性后的活化石墨烯与活性炭以质量百分比分别为30%与70%混合,再将活性石墨烯/活性炭混合物、导电剂以及粘接剂以质量百分比分别为90%、4%、6%混合,然后在10MPa下通过垂直碾压和水平碾压形成厚度均一炭膜;其中,所述的粘接剂为分子量为50-100万的高分子粘接剂和粘结助剂的混合物,混合物中高分子粘结剂与粘结助剂的质量百分比为分别为92%与8%,所述的粘接剂为聚四氟乙烯(PTFE),粘接助剂为PVP-PVB;
[0052]将上述制得的炭膜与集流体通过导电胶粘贴在一起,在130°C加热固化25min后即可得活性石墨烯/活性炭复合电极片。所述活性石墨烯/活性炭复合电极片的面密度为
0.75g/cm3,厚度为200μπι,在50mA/g的测试条件下,其电极比容量为24.9F/g。
[0053]实施例3
[0054]将化学氧化法制备的还原石墨烯与造孔剂按质量比1:9混合均匀,然后先在水中等体积浸渍20小时,再烘干,烘干后在惰性气氛下,在940°C的条件下活化处理1.5小时,再经水洗、IM的盐酸清洗、大量水洗、烘干得到活性石墨烯;其中,所述的造孔剂为氢氧化钾和金属镍的复合造孔剂,复合造孔剂中氢氧化钾和金属镍的质量百分比分别为95%与5%;所述活性石墨稀的颗粒为8-9μηι,振实密度0.3-0.4g/cm3,比表面积为1600_1800m2/g,孔径为3-5nm;活性炭的颗粒为7-10μηι;
[0055]利用重氮化物反应将4-溴苯基连接到活性石墨烯上得到边缘修饰的活性石墨烯;
[0056]将上述改性后的活化石墨烯与活性炭以质量百分比分别为70%与30%混合,再将活性石墨烯/活性炭混合物、导电剂以及粘接剂以质量百分比分别为80%、8%、12%混合,然后在60MPa下通过垂直碾压和水平碾压形成厚度均一炭膜;其中,所述的粘接剂为分子量为50-100万的高分子粘接剂和粘结助剂的混合物,混合物中高分子粘结剂与粘结助剂的质量百分比为分别为88%与12%,所述的粘接剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC),粘接助剂为PVP-PVB;
[0057]将上述制得的炭膜与集流体通过导电胶粘贴在一起,在180°C加热固化15min后即可得活性石墨烯/活性炭复合电极片。所述活性石墨烯/活性炭复合电极片的面密度为
0.79g/cm3,厚度为230μπι,在50mA/g的测试条件下,其电极比容量为24.7F/g。
[0058]实施例4
[0059]将化学氧化法制备的还原石墨烯与造孔剂按质量比1:5混合均匀,然后先在水中等体积浸渍8小时,再烘干,烘干后在惰性气氛下,在1000°C的条件下活化处理0.5小时,再经水洗、IM的盐酸清洗、大量水洗、烘干得到活性石墨烯;其中,所述的造孔剂为氧化钾、碳酸钾任意混合而成的造孔剂;所述活性石墨烯的颗粒为7-10μπι,振实密度0.2-0.4g/cm3,比表面积为1500-2000m2/g,孔径为2-5nm;活性炭的颗粒为7-10μπι;
[0060]通过原子转移氮氧自由基耦合反应和单电子转移活性自由基聚合反应制备线性聚合物共价改性的活性石墨烯;
[0061]将改性后的活化石墨烯与活性炭以质量百分比分别为10%与90%混合,再将活性石墨烯/活性炭混合物、导电剂以及粘接剂以质量百分比分别为75%、10%、15%混合,然后在200MPa下通过垂直碾压和水平碾压形成厚度均一炭膜;其中,所述的粘接剂为分子量为50-100万的高分子粘接剂和粘结助剂的混合物,混合物中高分子粘结剂与粘结助剂的质量百分比为分别为95%与5%,所述的粘接剂为聚四氟乙烯(PTFE),粘接助剂为PVP-PVB;
[0062]将上述制得的炭膜与集流体通过导电胶粘贴在一起,在200°C加热固化1min后即可得活性石墨烯/活性炭复合电极片。所述活性石墨烯/活性炭复合电极片的面密度为
0.68g/cm3,厚度为300μπι,在50mA/g的测试条件下,其电极比容量为24.6F/g。
[0063]实施例5
[0064]将化学氧化法制备的还原石墨烯与造孔剂氢氧化钾按质量比1:10混合均匀,然后先在水中等体积浸渍24小时,再烘干,烘干后在惰性气氛下,在850°C的条件下活化处理4小时,再经水洗、IM的盐酸清洗、大量水洗、烘干得到活性石墨烯;其中所述活性石墨烯的颗粒为7-10μπι,振实密度0.2-0.4g/cm3,比表面积为1500-2000m2/g,孔径为2_5nm;活性炭的颗粒为 7-10μηι;
[0065]将活性石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)按质量百分比99%和I%均匀混合,分散于适量的去离子水中,经过超声分散3
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1