下以电流3A在2.5V?4.0V测试等到能量密度为16Wh/kg，功率密度为5000W/kg，单体的交流内阻为1.51πιΩ，直流内阻为1.90πιΩ ;以电流3Α在2.5V?4.0V间循环，在5000次以后储存能量保持率为92.1 %。
[0046]实施例2
[0047]采用上述相同方法分别制备出组装全固态柔性超级电容器所需的正极片、负极片。
[0048]将一定量的锂盐1^勵3、气相3丨02加入到乙腈溶液中，1^勵3与5丨02比例为8:2，配成I?2mol/L的溶液，用超声分散均匀后，加入指定量的聚氧化乙烯(ΡΕ0，平均分子量为20万?500万之间)，PEO = LiNO3为1:0.8?1: 1.5之间，用超声分散均匀，倒入到干净的模具中，缓慢蒸发溶剂后，再在80?120°C的真空下干燥24?48小时，然后裁成规定的尺寸，即制得PEO-LiNO3S12基凝胶聚合电解质膜。
[0049]将上述取得的正极极片、聚合物凝胶电解质膜、负极极片按层叠方式组装成电芯，顺序依次为正极极片/聚合物凝胶电解质膜/负极极片，然后将叠好的电芯的正、负极极群焊接在相应极耳上，最后将电芯封装好在成型的铝塑膜中。根据制备方法组装成100F超级电容器，经化成预嵌锂后进行性能测试，在常温下以电流3A在2.5V?4.1V测试等到能量密度为20Wh/kg，功率密度为7000W/kg，单体的交流内阻为1.15πιΩ，直流内阻为1.56mΩ ;以电流3A在2.5V?4.1V间循环，在5000次以后储存能量保持率为91.6%。
【主权项】
1.一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，包括正极、负极、掺杂改性凝胶聚合物电解质及柔性外包装材料，其特征在于所述的改性凝胶聚合物电解质选择锂盐复合型凝胶电解质，包括锂盐复合聚氧化乙烯凝胶电解质PE0-LiX，X = C104—、BF4—、PF6—，或聚丙烯酸锂复合凝胶电解质PAAL1-LiX’，X’=C104—、N03—、CH3COO—、BF4—、PF6—，或聚丙烯腈锂复合电解质PAN-LiX”，X”=C104—、N(S02CF3)2—、CH3C00—、BF4—、PF6—，或聚甲基丙烯酸甲酯复合电解质PMMA-LiX”，，X”，=C104—、N(S02CF3)2—、CH3COO—、BF4—、PF6—;所述的正极采用的活性物质为活性炭、介孔炭、碳纳米管或具有高比表面积的炭材料之一或几种的混合物;负极采用的活性物质为活性炭、硬炭材料或者钛酸锂中的一种或几种的混合物;正极极片、聚合物凝胶电解质膜、负极极片按正极极片/聚合物凝胶电解质膜/负极极片依次层叠的方式组装成电芯，然后将叠好的电芯的正、负极极片焊接在相应极耳上，最后将电芯封装好在成型的铝塑膜中。2.如权利要求1所述的一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，其特征在于所述的正极片的活性物涂层由活性炭或介孔炭、碳纳米管或具有高比表面积的炭材料之一、、导电炭黑、羧甲基纤维素、丁苯橡胶乳液按一定的质量比例制成，所述的活性炭材料质量比为80?95%，导电材料导电炭黑占比2?5%，羧甲基纤维素和丁苯橡胶乳液占比1.5 ?3.如权利要求1所述的一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，其特征在于所述的负极片的活性炭涂层由硬炭或钛酸锂、聚偏氟乙烯PVDF、导电炭黑按一定的质量比例制成，所述的硬炭或钛酸锂的材料质量比为80?95%，聚偏氟乙稀材料占比2?5%，导电炭黑占比1.5?5%。4.如权利要求1所述的一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，其特征在于所述的聚合物凝胶电解质为经过掺杂改性的凝胶聚合物电解质，其离子导电性和机械强度都有大幅度提高。5.如权利要求1所述的一种有关固态柔性一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，其特征在于在凝胶聚合电解质中掺杂一定量的无机材料，包括Li3N, LiAlO2,A1203，Si02，Zr02，LiNb03，Ti02，无机材料占固含量比值为I %?5%之间。6.如权利要求1所述的一种有关固态柔性一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器，其特征在于在凝胶聚合电解质中加入少量导电剂材料，如碳纳米管、导电炭黑、石墨烯，导电剂材料的占固含量比值为2?5%。7.—种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器的制造方法，超级电容器包括正极、负极、掺杂改性凝胶聚合物电解质及柔性外包装材料，其特征在于该电容器为低内阻值全固态柔性混合型超级电容器，以改性聚丙烯酸锂基聚合物凝胶超级电容器为例，其制作过程包括以下步骤: (1)正极片制作步骤:按质量比例称取活性炭、石墨粉、导电炭黑、羧甲基纤维素、丁苯橡胶乳液，其中活性炭材料质量比为80?95%，导电材料导电炭黑占比2?5%，羧甲基纤维素和丁苯橡胶乳液占比1.5?5%，按一定次序混合均匀，搅拌成浆料，然后涂布在集流体上，经120?130°C真空烘干后，碾压后，裁剪成一定的尺寸； (2)负极片制作步骤:按质量比例称取硬炭、聚偏氟乙烯PVDF、导电炭黑，按一定次序混合均匀，搅拌成浆料，然后涂布在集流体上，经120?130°C真空烘干后，碾压后，裁剪成一定的尺寸，其中硬炭或钛酸锂材料质量比为80?95%，聚偏氟乙烯材料占比2?5%，导电炭黑占比1.5?5% ； (3)掺杂改性的聚合物凝胶电解质膜制作步骤:将L1H配成I?2mol/L的溶液，然后将丙烯酸缓慢滴加至上述溶液中，丙烯酸和L1H按摩尔比1: 1.2?1: 1.5混合，在60?70°C的甲醇中先反应I小时，再用丙酮沉淀之，得到丙烯酸锂，丙烯酸锂用甲醇溶解后，在氮气保护下与偶氮二异丁腈的甲醇溶液反应，即可生成聚丙烯酸锂沉淀，经过滤和真空干燥得到聚丙烯酸锂;将聚丙烯酸锂与锂盐按一定质量比(1:0.5?1:3)溶解于乙二醇溶剂中使其形成均匀溶液，然后再入已经按比例(I: I?1:0.5)分散好的碳纳米管+Al2O3浆料，将溶液浇铸在一定尺寸的平板槽中，减压加热，让溶剂缓慢蒸发，最后在升温和真空下干燥得到一定厚度的PAAL1-LiC104-Al203凝胶聚合电解质膜，将得到的凝胶聚合电解质膜裁成规定的尺寸； (4)将上述取得的正极极片、聚合物凝胶电解质膜、负极极片按层叠方式组装成电芯，顺序依次为正极极片/聚合物凝胶电解质膜/负极极片，然后将叠好的电芯的正、负极极群焊接在相应极耳上，最后将电芯封装好在成型的铝塑膜中。
【专利摘要】本发明涉及电子元器件制造技术领域，具体来说是一种有关固态柔性聚合物凝胶电解质混合型超级电容器及方法，包括正极、负极、掺杂改性凝胶聚合物电解质及柔性外包装材料，所述的正极采用的活性物质为活性炭、介孔炭或碳纳米管或具有高比表面积的炭材料之一或几种的混合物；负极采用的活性物质为活性炭、硬炭材料或者钛酸锂中的一种或几种的混合物，所述的凝胶聚合物电解质选择掺杂改性锂盐复合型凝胶电解质。本发明通过采用掺杂改性聚合物凝胶电解质，降低超级电容器的内阻，制备可实用化的固态柔性超级电容器，并解决了电解液易泄漏的问题，便于开发薄型、柔性可弯曲型超级电容器。
【IPC分类】H01G11/04, H01G11/84, H01G11/56
【公开号】CN105575670
【申请号】CN201510950055
【发明人】颜亮亮, 安仲勋, 吴明霞, 黄廷立, 夏恒恒, 刘永环, 范羚羚
【申请人】上海奥威科技开发有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月16日