一种不对称电容器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容器技术领域，更具体地说，是涉及一种不对称电容器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着化石燃料的日益枯竭，人们加快了对风能、太阳能等可再生能源的开发利用，但是这些新能源开发过程中大多伴随着不稳定、不均衡、地区差异大等限制，因此人们对能源储存设备提出了更高的要求，而超级电容器由于其容量大、制作成本低、循环稳定性好，在电能的储存和转化中发挥了重要作用。
[0003]超级电容器是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。与传统的电容器相比，电化学电容器具有更高的比容量;与电池相比，具有更高的比功率，可瞬间释放大电流，充电时间短，充电效率高，循环使用寿命长，无记忆效应和基本免维护等优点。因此，它在移动通讯，消费电子，电动交通工具，航空航天等领域具有很大的潜在应用价值。
[0004]超级电容器主要由电极材料、集流体、隔膜、电解液组成。根据活性材料的不同，超级电容器可以分为双电层电容器、赝电容电容器和混合电容器，其中混合电容器即不对称电容器。不对称电容器在充放电过程中正、负极的储能机理不同，具有双电层电容器和电池的双重特征，不仅比电容高而且循环稳定性好。因此，不对称电容器成为电容器研究的热点之一O
[0005]目前，不对称电容器的电极材料可以通过涂布工艺或覆膜工艺制备。其中，覆膜工艺是先将活性材料浆料制成薄膜，然后再粘接在集流体上;而涂布工艺是直接将活性材料浆料涂覆在集流体上。现有技术都是按照其中的一种工艺完成正负极的制片，但是，现有技术采用某一种工艺制备得到的正负极极片的匹配性较差，得到的不对称电容器比容较低且能量密度较小。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不对称电容器及其制备方法，本发明提供的不对称电容器的比容高且能量密度大。
[0007]本发明提供了一种不对称电容器，包括:正极极片、负极极片、电解液以及介于正极极片和负极极片之间的隔膜，所述正极极片由正极浆料采用涂布工艺制备而成，所述正极浆料包括氢氧化镍;所述负极极片由负极浆料采用覆膜工艺制备而成，所述负极浆料包括碳材料。
[0008]优选的，所述正极浆料由包括正极主体材料和增稠剂的混合物制成；所述正极主体材料包括氢氧化镍；
[0009 ] 所述正极主体材料与增稠剂的质量比为100:(1?30)。
[0010]优选的，所述正极主体材料包括:
[0011]氢氧化镍80重量份?90重量份；
[0012]粘结剂2重量份?5重量份；
[0013]导电剂4重量份?10重量份；
[0014]正极添加剂3重量份?5重量份。
[0015]优选的，所述粘结剂包括聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或两种。
[0016]优选的，所述导电剂包括乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
[0017]优选的，所述正极添加剂包括亚氧化钛和镍粉中的一种或两种。
[0018]优选的，所述增稠剂包括羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或两种。
[0019]优选的，所述负极楽料由包括碳材料的负极主体材料制成；
[0020]所述负极主体材料包括:
[0021 ] 碳材料80重量份?90重量份；
[0022]粘结剂4重量份?10重量份；
[0023]导电剂4重量份?5重量份；
[0024I负极添加剂2重量份?5重量份；
[0025]所述负极添加剂为亚氧化钛。
[0026]优选的，所述正极极片和负极极片的质量比为(0.4?1.1):1。
[0027]本发明还提供了一种上述技术方案所述的不对称电容器的制备方法，包括以下步骤:
[0028]A)将正极浆料涂覆在第一集流体上，依次经干燥、压实，得到正极极片；所述正极浆料包括氢氧化镍；
[0029]B)将负极浆料成膜后辊压在第二集流体上，得到负极极片;所述负极浆料包括碳材料；
[0030]C)将正极极片、负极极片、隔膜和电解液进行组装，得到不对称电容器；
[0031 ] 所述步骤A)和B)没有顺序限制。
[0032]本发明提供了一种不对称电容器及其制备方法，所述不对称电容器包括:正极极片、负极极片、电解液以及介于正极极片和负极极片之间的隔膜，所述正极极片由正极浆料采用涂布工艺制备而成，所述正极浆料包括氢氧化镍;所述负极极片由负极浆料采用覆膜工艺制备而成，所述负极浆料包括碳材料。与现有技术相比，本发明提供的不对称电容器的正极极片和负极极片分别采用不同的工艺制备而成，两极片能较好匹配，提高不对称电容器的整体性能，得到的不对称电容器的比容高且能量密度大。实验结果表明，本发明提供的不对称电容器的比容在130F/g以上，能量密度在31Wh/kg以上。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例1提供的不对称电容器的充放电曲线；
[0034]图2为本发明实施例1?3提供的不对称电容器的CV曲线。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]本发明提供了一种不对称电容器，包括:正极极片、负极极片、电解液以及介于正极极片和负极极片之间的隔膜，所述正极极片由正极浆料采用涂布工艺制备而成，所述正极浆料包括氢氧化镍;所述负极极片由负极浆料采用覆膜工艺制备而成，所述负极浆料包括碳材料。
[0037]本发明提供的不对称电容器的正极极片和负极极片分别采用不同的工艺制备而成，两极片能较好匹配，提高不对称电容器的整体性能，得到的不对称电容器的比容高且能量密度大。
[0038]在本发明中，所述正极极片由正极浆料采用涂布工艺制备而成。在本发明中，所述正极浆料包括氢氧化镍。在本发明中，所述氢氧化镍为本领域技术人员熟知的用于制备正极极片的赝电容材料，本发明采用涂布工艺能够避免反复碾压造成的空隙堵塞，从而避免影响电解质离子进出，同时也使赝电容材料得以完整。
[0039]在本发明中，所述正极浆料优选由包括正极主体材料和增稠剂的混合物制成。在本发明中，所述正极主体材料优选包括:氢氧化镍80重量份?90重量份;粘结剂2重量份?5重量份;导电剂4重量份?10重量份;正极添加剂3重量份?5重量份。
[0040]在本发明中，所述氢氧化镍优选为球形氢氧化镍和片状氢氧化镍中的一种或两种，更优选为球形氢氧化镍。本发明对所述氢氧化镍的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述球形氢氧化镍和片状氢氧化镍的市售商品即可。在本发明中，所述氢氧化镍的中值粒径优选为61μηι?83μηηι，更优选为74μηι。在本发明中，所述正极主体材料优选包括80重量份?90重量份的氢氧化镍，更优选为85重量份?89重量份。
[0041]在本发明中，所述粘结剂优选包括聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或两种，更优选为聚四氟乙烯。本发明对所述粘结剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料优选包括2重量份?5重量份的粘结剂，更优选为3重量份?4重量份。
[0042]在本发明中，所述导电剂优选包括乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种，更优选为乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种，最优选为乙炔黑。本发明对所述导电剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳纳米管的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料优选包括4重量份?10重量份的粘结剂，更优选为5重量份?6重量份。
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