应用夹心复合碳电极材料的双电层电容器及其制备方法_2

文档序号:9647597阅读:来源:国知局
,同时还原氧化石墨烯。冷却后,用盐酸进行中和,并用去离子水滤洗,最后在80°C下干燥24小时,得到夹心复合结构的夹心复合碳电极材料,其中活性炭为中心层。经检测,该夹心复合碳电极材料在有机电解液体系下的电容值为250F/g(电流密度为0.5A/g)。在0-2.7V电压下,循环5000次的电容值下降为5%。
[0040]实施例2:
[0041]本实施例双电层电容器主要包括电极、电解质、集流体和隔离物,通过配料、混浆、制电极、裁片、组装、注液、活化、检测、包装制成。其中,电极材料为夹心复合碳电极材料,夹心复合碳电极材料为夹心复合结构,活性炭为中心层,由活性炭与石墨烯通过以下方法复合而成。
[0042]夹心复合碳电极材料的制备方法为:将颗粒直径为4 μ m、比表面积为2000m2/g的活性炭分散于SDBS浓度为1%的水溶液中,经过超声分散,得到均匀的浓度为10g/mL的活性炭悬浮液。同时,将尺寸为10 μπκ比表面积为1500m2/g的氧化石墨稀分散于去离子水中得到浓度为10g/mL的氧化石墨稀悬浮液。然后,将活性炭悬浮液与氧化石墨稀悬浮液混合得到混合悬浮液,混合悬浮液中活性炭与氧化石墨烯的质量比为3:1。将混合悬浮液搅拌3h,使得氧化石墨烯和活性炭充分混合,二者交错叠加形成夹心复合结构。然后过滤,用去离子水滤洗5次,于80°C干燥24h,得到活性炭与氧化石墨烯的复合物。将复合物与KOH按质量比为1:1的比例混合,后于800°C处理8小时进行造孔处理,同时还原氧化石墨烯。冷却后,用盐酸进行中和,并用去离子水滤洗,最后在80°C下干燥24小时,得到夹心复合结构的夹心复合碳电极材料,其中活性炭为中心层。经检测,该夹心复合碳电极材料在有机电解液体系下的电容值为220F/g(电流密度为0.5A/g)。在0-2.7V电压下,循环5000次的电容值下降为4%。
[0043]实施例3:
[0044]本实施例双电层电容器主要包括电极、电解质、集流体和隔离物,通过配料、混浆、制电极、裁片、组装、注液、活化、检测、包装制成。其中,电极材料为夹心复合碳电极材料,夹心复合碳电极材料为夹心复合结构,活性炭为中心层,由活性炭与石墨烯通过以下方法复合而成。
[0045]夹心复合碳电极材料的制备方法为:将颗粒直径为3 μ m、比表面积为1800m2/g的活性炭分散于SDBS浓度为1%的水溶液中,经过超声分散,得到均匀的浓度为10g/mL的活性炭悬浮液。同时,将尺寸为10 μ m、比表面积为1500m2/g的氧化石墨稀分散于去离子水中得到浓度为10g/mL的氧化石墨稀悬浮液。然后,将活性炭悬浮液与氧化石墨稀悬浮液混合得到混合悬浮液,混合悬浮液中活性炭与氧化石墨烯的质量比为5:1。将混合悬浮液搅拌3h,使得氧化石墨烯和活性炭充分混合,二者交错叠加形成夹心复合结构。然后过滤,用去离子水滤洗5次,于80°C干燥24h,得到活性炭与氧化石墨烯的复合物。将复合物与Κ0Η按质量比为1:1的比例混合,后于800 °C处理8小时进行造孔处理,同时还原氧化石墨烯。冷却后,用盐酸进行中和,并用去离子水滤洗,最后在80°C下干燥24小时,得到夹心复合结构的夹心复合碳电极材料,其中活性炭为中心层。经检测,该夹心复合碳电极材料在有机电解液体系下的电容值为230F/g(电流密度为0.5A/g)。在0-2.7V电压下,循环5000次的电容值下降为2%。
[0046]实施例4:
[0047]本实施例双电层电容器主要包括电极、电解质、集流体和隔离物,通过配料、混浆、制电极、裁片、组装、注液、活化、检测、包装制成。其中,电极材料为夹心复合碳电极材料,夹心复合碳电极材料为夹心复合结构,活性炭为中心层,由活性炭与石墨烯通过以下方法复合而成。
[0048]夹心复合碳电极材料的制备方法为:将颗粒直径为2 μ m、比表面积为1600m2/g的活性炭分散于SDBS浓度为1%的水溶液中,经过超声分散,得到均匀的浓度为10g/mL的活性炭悬浮液。同时,将尺寸为10 μ m、比表面积为1500m2/g的氧化石墨稀分散于去离子水中得到浓度为10g/mL的氧化石墨稀悬浮液。然后,将活性炭悬浮液与氧化石墨稀悬浮液混合得到混合悬浮液,混合悬浮液中活性炭与氧化石墨烯的质量比为6:1。将混合悬浮液搅拌3h,使得氧化石墨烯和活性炭充分混合,二者交错叠加形成夹心复合结构。然后过滤,用去离子水滤洗5次,于80°C干燥24h,得到活性炭与氧化石墨烯的复合物。将复合物与Κ0Η按质量比为1:1的比例混合,后于800°C处理8小时进行造孔处理,同时还原氧化石墨烯。冷却后,用盐酸进行中和,并用去离子水滤洗,最后在80°C下干燥24小时,得到夹心复合结构的夹心复合碳电极材料,其中活性炭为中心层。经检测,该夹心复合碳电极材料在有机电解液体系下的电容值为240F/g(电流密度为0.5A/g)。在0-2.7V电压下,循环5000次的电容值下降为1%。
[0049]实施例5:
[0050]本实施例双电层电容器主要包括电极、电解质、集流体和隔离物,通过配料、混浆、制电极、裁片、组装、注液、活化、检测、包装制成。其中,电极材料为夹心复合碳电极材料,夹心复合碳电极材料为夹心复合结构,活性炭为中心层,由活性炭与石墨烯通过以下方法复合而成。
[0051]夹心复合碳电极材料的制备方法为:将颗粒直径为0.5 μ m、比表面积为1500m2/g的活性炭分散于SDBS浓度为1%的水溶液中,经过超声分散,得到均匀的浓度为10g/mL的活性炭悬浮液。同时,将尺寸为10 μ m、比表面积为1500m2/g的氧化石墨烯分散于去离子水中得到浓度为10g/mL的氧化石墨稀悬浮液。然后,将活性炭悬浮液与氧化石墨稀悬浮液混合得到混合悬浮液,混合悬浮液中活性炭与氧化石墨烯的质量比为9:1。将混合悬浮液搅拌3h,使得氧化石墨烯和活性炭充分混合,二者交错叠加形成夹心复合结构。然后过滤,用去离子水滤洗5次,于80°C干燥24h,得到活性炭与氧化石墨烯的复合物。将复合物与Κ0Η按质量比为1:1的比例混合,后于800°C处理8小时进行造孔处理,同时还原氧化石墨烯。冷却后,用盐酸进行中和,并用去离子水滤洗,最后在80°C下干燥24小时,得到夹心复合结构的夹心复合碳电极材料,其中活性炭为中心层。经检测,该夹心复合碳电极材料在有机电解液体系下的电容值为200F/g(电流密度为0.5A/g)。在0-2.7V电压下,循环5000次的电容值下降为3%。
[0052]在上述应用夹心复合碳电极材料的双电层电容器的实施例及其替换方案中,活性炭的颗粒直径还可以为 0.6 μ m、0.8 μ m、1 μ m、1.2 μ m、1.5 μ m、1.6 μ m、1.8 μ m、2.3 μ m、
2.5 μ m>2.6 μ m>2.8 μ m>3.3 μ m>3.5 μ m>3.8 μ m>4.2 μ m>4.5 μ m>4.8 μ mD
[0053]在上述应用夹心复合碳电极材料的双电层电容器的实施例及其替换方案中,活性炭的比表面积还可以为 1550m2/g、1580m2/g、1620m2/g、1630m2/g、1650m2/g、1680m2/g、1700m2/g、1750m2/g、1780m2/g、1850m2/g、1900m2/g、1950m2/g、2050m2/g、2100m2/g、2150m2/g、2200m2/g、2250m2/g、2300m2/g、2350m2/g、2400m2/g、2450m2/g。
[0054]在上述应用夹心复合碳电极材料的双电层电容器的实施例及其替换方案中,表面活性剂还可以为十二烷基硫酸钠、丁苯橡胶、羧甲基纤维素。
[0055]在上述应用夹心复合碳电极材料的双电层电容器的实施例及其替换方案中,表面活性剂的浓度还可以为 0.1%、0.5%、0.6%、0.8%、1.3%、1.5%、1.8%、2%、2.2%、
2.5%,2.8%、3%。
[0056]在上述应用夹
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