专利名称：碳纳米管超大电容器生产方法
技术领域：
本发明涉及一种超大电容器生产方法，特别是涉及一种碳纳米管超大电容器生产方法。
背景技术：
超大电容器又称电化学双层电容器(EDLC)，可储存大量能量，释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统。EDLC的体积比电容高达40-60F/CM.由于EDLC的等效串联电阻(ESR)较低(0.03-0.09 Ω )，功率密度极高。新能源汽车要求高能量密度的储能电池和高功率密度的储能电容器，二者的适当组合，是新能源汽车的核心。由此可见，上述现有的超大电容器生产方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的碳纳米管超大电容器生产方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的超大电容器生产方法存在的缺陷，而提供一种新的碳纳米管超大电容器生产方法，所要解决的技术问题是在提供一种超大电容器又称电化学双层电容器(EDLC)，可储存大量能量，释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的该碳纳米管导电基片上采用低压化学蒸镀法垂直准直生长方法，其混合气体为乙炔、氩气和氢气，其催化剂为铁或钴或镍。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的碳纳米管超大电容器生产方法，其中所述的其利用电子束蒸镀法将催化剂蒸镀在导电基片上。前述的碳纳米管超大电容器生产方法，其中所述的其超大电容器的元件结构，是由两个电极和一个隔膜组成，电极和隔膜之间充以电解质。借由上述技术方案，本发明碳纳米管超大电容器生产方法至少具有下列优点及有益效果:超大电容器又称电化学双层电容器(EDLC)，可储存大量能量，释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统。新能源汽车要求高能量密度的储能电池和高功率密度的储能电容器，二者的适当组合，是新能源汽车的核心。综上所述，本发明碳纳米管超大电容器生产方法，该碳纳米管导电基片上采用低压化学蒸镀法垂直准直生长方法，其混合气体为乙炔、氩气和氢气，其催化剂为铁或钴或镍，其利用电子束蒸镀法将催化剂蒸镀在导电基片上，其超大电容器的元件结构，是由两个电极和一个隔膜组成，电极和隔膜之间充以电解质。该超大电容器可储存大量能量，使用时释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明EDLC元件结构的示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的碳纳米管超大电容器生产方法其具体实施方式
、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。超大电容器又称电化学双层电容器(EDLC)，可储存大量能量，释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统。EDLC的体积比电容高达40-60F/CM3。由于EDLC的等效串联电阻(ESR)较低(0.03-0.09 Ω)，功率密度极高。新能源汽车要求高能量密度的储能电池和高功率密度的储能电容器，二者的适当组合，是新能源汽车的核心。本发明的EDLC参数测量方法:EDLC的基本特性参数包括:电极表面积、电极面积比电容、电极体积比电容、阻抗的频率特性、循环伏安轨道形状和等效串联电阻(ESR)。
1、电极表面积:即碳纳米管总的非平面表面积，是用BET(Branmauer, Emmett,Teller三位科学家名字的缩写)法测量的，称为BET表面积，单位是m2/g。具体讲，就是将碳纳米管(CNT)电极表面上，所吸附单层气体的重量与该单层气体的表面积相比较。2、电极面积比电容:单位为F/cm2，用符号⑶表示，又称为微分电容，即⑶=dQ/dV(BET的面积取为Icm2)，Q是Helmholty层中电荷，V是电极与整体电解质间的电势。3、体积比电容:1cm3电极体积的电容，单位为F/cm3。4、电极重量与功率的比:称为重量功率密度，单位为KW/kg。本发明的CNT在导电基片上的垂直准直生长方法，采用低压化学蒸镀(LPCVD)法生产工艺流程:1、混合气体为乙炔、氩气和氢气。2、催化剂为铁(Fe)或钴(Co)或镍(Ni)。3、利用电子束蒸镀法将催化剂蒸镀在导电基片(钨等)上。本发明的EDLC能量密度的计算方法:EDLC元件的结构:由两个电极和一个隔膜组成，电极和隔膜之间充以电解质(参见图1)每个电极代表一个电容为C的DLC，包装好的EDLC的电容为C/2.
功率密度(KW/kg)是工作电压和等效串联电阻(ESR)的函数，对于实际元件，功率密度由外加阶跃电流时，两端的压降(IR)确定。然后由于与R相匹配的负载计算功率。本发明的单一 CNT电极DLC元件的重量比电容Cw和体积比电容Cv的计算公式:
Cw = Cd.A3(I)Cv = Cd.A3.Pc(2)上二式中，A3:三壁碳纳米管表面积CD:微分电容Pc =CNT密度(除去碳层观察基片上残留的CNT的“印迹”确定Pc)。本发明的EDLC重量能量密度Ew和体积能量密度Ev的计算公式:因为EDLC的电容随电压缓慢增加，假定Ew和Ev不随电压变化，则Ew和Ev可表示为:
权利要求
1.一种碳纳米管超大电容器生产方法，其特征在于该碳纳米管导电基片上采用低压化学蒸镀法垂直准直生长方法，其混合气体为乙炔、氩气和氢气，其催化剂为铁或钴或镍。
2.如权利要求1所述的碳纳米管超大电容器生产方法，其特征在于其利用电子束蒸镀法将催化剂蒸镀在导电基片上。
3.如权利要求1所述的碳纳米管超大电容器生产方法，其特征在于其超大电容器的元件结构，是由两个电极和一个隔膜组成，电极和隔膜之间充以电解质。
全文摘要
本发明是有关于一种碳纳米管超大电容器生产方法，该碳纳米管导电基片上采用低压化学蒸镀法垂直准直生长方法，其混合气体为乙炔、氩气和氢气，其催化剂为铁或钴或镍，其利用电子束蒸镀法将催化剂蒸镀在导电基片上，其超大电容器的元件结构，是由两个电极和一个隔膜组成，电极和隔膜之间充以电解质。该超大电容器可储存大量能量，使用时释放出极高的峰值功率，可应用于电动力汽车和线性电动机驱动系统。
文档编号H01G11/36GK103137344SQ20111038388
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者王亚楠, 任俊杰 申请人:洛阳沃德节电科技开发有限公司