一种氟化碳材料超级电容器极片的制备方法与流程

本发明属于纳米材料技术领域，涉及超级电容器极片的制备方法。

背景技术：

随着能源需求的日益增长和新型储能装置的日益发展，亟需高能量密度和高功率密度的储能器件，超级电容器也称电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的一种新型储能器件，其比传统电容器能够提供更大的容量，高倍率充放电性亦远远优于二次电池。超级电容器产品广泛应用于电动/混合动力汽车、大功率短时供能电源、智能手表、电动自行车、电动玩具等领域。碳纳米管和石墨等纳米碳材料是超级电容器的常用电极材料，基于氟化石墨与非水系电解质组合可大大提高超级电容器的能量密度、输出功率、储存周期和安全性能，而且由于氟的引入，碳氟键能很大，高温、高压以及不同气体介质中很难被切断，使它在高温、高速、高负荷条件下的性能优于石墨，而且实验表明氟化石墨材料在500 ℃以上才开始分解，且呈规整的层状结构，表面光滑、大小较均匀，具有较好的热稳定性和良好的电子传输功能。本发明所涉及的氟化碳材料超级电容器就是利用氟化石墨或氟化碳纳米管作为电极材料制备成双电层超级电容器，以提高超级电容器的性能。

技术实现要素：

本发明的目在于提出一种氟化碳材料超级电容器极片的制备方法，以达到超级电容器高能量密度，高功率密度的需求。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案。

本发明所述的一种氟化碳材料超级电容器极片的制备方法，包括如下步骤。

（1）以碳纳米管或者超级炭黑作为导电添加剂，称取适量置于烧杯中，加入分散剂和N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂，经过超声分散20~40min，得到分散液。

（2）称取适量的氟化石墨置于分散液中，剪切分散30min~1h。

（3）将制备的分散液涂覆在铝箔上，30~80℃烘干箱中烘干，切成φ14mm的极片。

本发明还可以采用以下技术方案实现。即利用纸纤维作为骨架制成无金属集流体的导电纸极片。

所述的一种氟化碳材料超级电容器极片的制备方法，包括如下步骤：

（1）以碳纳米管或者超级炭黑作为导电添加剂，称取适量置于烧杯中，加入分散剂，经过超声分散20~40min。

（2）称取适量的氟化石墨置于分散液中，剪切分散30min~1h，得到水性分散液。

（3）再将纸纤维于去离子水中打碎，获得纸纤维悬浮液，其中纸纤维与氟化石墨的质量比为1:2，将悬浮液和上述分散液混合剪切1h后用真空抽滤法制得氟花石墨导电纸，30~80℃烘干箱中烘干，切成φ14mm的极片。

更进一步地，本发明还可对上述极片进行炭化处理，增加其比表面积及总孔容积，降低电阻率。

本发明所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、Triton100(即聚乙二醇辛基苯基醚）或聚乙二醇中的一种或两种以上。

本发明所述的氟化碳材料包括但不限于：氟化石墨、氟化碳纳米管、氟化活性炭、氟化硬碳和氟化软碳等氟碳化合物。

本发明制备的氟化碳材料超级电容器极片，解决了超级电容器能量密度不足的问题，而且适宜的氟化程度会表现出良好的电子传输功能，其制备的超级电容器有较低的不可逆容量和更好的循环稳定性。

附图说明

图1为氟化石墨导电纸超级电容器在100mv/s的扫描速率下的循环伏安曲线。

图2为氟化石墨导电纸超级电容器在100mA/g的电流密度下的恒流充放电曲线。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。但本发明并不限于以下实施例。

实施例1。

（1）称取0.05g碳纳米管置于烧杯中，加入适量分散剂和NMP溶剂，经过超声分散20min，得到分散液。

（2）再称取0.95g氟化石墨置于分散液中，剪切分散1h。

（3）将制备的分散液涂覆在铝箔上，60℃烘干箱中烘干，切成φ14mm的极片。

实施例2。

（1）称取0.05g碳纳米管置于烧杯中，加入适量分散剂，经过超声分散20min。

（2）再称取0.95g氟化石墨置于分散液中，剪切分散1h，得到水性分散液。

（3）再将0.5g纸纤维于200ml去离子水中打碎，获得200ml的纸纤维悬浮液，将悬浮液和上述分散液混合剪切1h后用真空抽滤法制得氟花石墨导电纸， 60℃烘干箱中烘干，在1000℃管式电阻炉中对制成的导电纸进行炭化处理，切成φ14mm的极片。

实施例3。

（1）称取0.05g碳纳米管置于烧杯中，加入适量分散剂，经过超声分散20min。

（2）再称取0.95g氟化碳纳米管置于分散液中，剪切分散1h，得到水性分散液。

（3）再将0.5g纸纤维于200ml去离子水中打碎，获得200ml的纸纤维悬浮液，将悬浮液和上述分散液混合剪切1h后用真空抽滤法制得氟花石墨导电纸， 60℃烘干箱中烘干，在400℃进行真空炭化处理，然后压实并切成φ14mm的超级电容集电极极片。