发明内容
本发明的目的是提供一种高性能超级电容器,以克服现有技术存在的上述缺陷。
所述的高性能超级电容器,包括正极片、负极片、隔膜和电解液,其结构为常规的,由正极片、负极片通过层叠组装而成;
所述的正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极浆料层;
所述正极浆料层中,含有质量百分比为5~20%的正极添加剂;
比较好的,正极集流体上,正极浆料层的涂覆质量为0.145~0.155克/厘米2正极集流体;
所述正极集流体的材质为泡沫镍、冲孔镀镍钢带、冲孔毛刺镀镍钢带或冲孔三维钢带等;
所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分:
正极活性物质 70%~85%
正极导电剂 5%~10%
正极粘结剂 5%~10%
正极添加剂 5%~20%
优选的,所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分:
正极活性物质 70%~85%
正极导电剂 5%~10%
正极粘结剂 5%~10%
正极添加剂 5%~10%
所述的正极活性物质为氢氧化镍或氧化镍中的一种以上;
所述的正极导电剂选自钴粉、镍粉、炭黑或石墨中的一种以上;
所述的正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)或聚乙烯醇(PVA)中的一种以上;
所述正极添加剂包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、稀士氧化物或混合稀土氧化物中的一种以上;
优选的,所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成:
过渡金属氧化物∶过渡金属氢氧化物∶稀士氧化物物=1∶(0.2~1.0):(0.2~0.8);
或:
过渡金属氧化物∶过渡金属氢氧化物∶混合稀士氧化物物=1∶(0.2~1.0):(0.2~0.8);
进一步优选的为:
过渡金属氧化物∶过渡金属氢氧化物∶混合稀士氧化物物=1∶(0.4~0.8):(0.3~0.6);
所述的过渡金属氧化物包括氧化铪(HfO)、氧化钴(CoO)、氧化锌(ZnO)或氧化镉(CdO) 中的一种以上;
所述的过渡金属氢氧化物包括氢氧化钴(Co(OH)2、氢氧化锌(Zn(OH)2或氢氧化镉(Cd(OH)2中的一种以上;
所述的碱土金属氢氧化物包括氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化镁(Mg(OH)2)或氢氧化铍(Be(OH)2) 中的一种以上;
所述的稀士氧化物包括三氧化二钇(Y2O3)、三氧化二镱(Yb2O3)、三氧化二镥(Lu2O3)、三氧化二铥(Tm2O3)、三氧化二铒(Er2O3)或三氧化二钬(Ho2O3)中的一种以上;
所述的混合稀土氧化物包括富镧混合稀土氧化物、富铈混合稀土氧化物、富钇混合稀土氧化物或富铕混合稀土氧化物中的一种以上;
其中,所述的富镧混合稀土氧化物采用三氧化二镧(La2O3)质量百分比含量大于或等于40%的混合稀土氧化物;
其中,所述的富铈混合稀土氧化物采用三氧化二铈(Ce2O3)质量百分比含量大于或等于45%的混合稀土氧化物;
其中,所述的富钇混合稀土氧化物采用三氧化二钇(Y2O3)质量百分比含量大于或等于40%的混合稀土氧化物;
其中,所述的富铕混合稀土氧化物采用三氧化二铕(Eu2O3)质量百分比含量大于或等于10%的混合稀土氧化物;
所述的负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极浆料层;
所述负极浆料层中,含有质量百分比为3%~35%的负极添加剂;
比较好的,负极集流体上,负极浆料层的涂覆质量为0.130~0.140克/厘米2负极集流体;
所述负极集流体的材质为泡沫镍、镍带、镀镍钢带、铜带、镀银铜带、镀镍铜带、银带等;
所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分:
负极活性物质 50%~85%
负极导电剂 5%~10%
负极粘结剂 7%~10%
负极添加剂 3%~35%
优选的,所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分:
负极活性物质 50%~85%
负极导电剂 5%~10%
负极粘结剂 7%~10%
负极添加剂 3%~33%;
所述负极活性物质选自炭质材料,包括活性炭、介孔炭、炭气凝胶、泡沫炭或炭纤维等;
所述的负极导电剂选自镍粉、炭黑或石墨中的一种以上;
所述的负极粘结剂包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)、聚乙烯醇(PVA)或丁苯橡胶(SBR)中的一种以上;
所述负极添加剂包括金属单质、金属氧化物或氧化还原准电容材料中的一种以上;
优选的,所述负极添加剂各组分的质量比为:金属氧化物∶氧化还原准电容材料=1∶(8~12);
进一步优先的为:金属氧化物∶氧化还原准电容材料=1∶(9~11);
所述的金属单质包括铅粉、锌粉或锡粉;
所述的金属氧化物包括二氧化钛(TiO2)、亚氧化钛(Ti4O7)、氧化钡(BaO)、氧化锶(SrO)或氧化铋(BiO);
所述的氧化还原准电容材料包括二氧化锰(MnO2)、二氧化锡(SnO2)、三氧化钼(MoO3)或五氧化二钒(V2O5);
隔膜采用高透气率的有机聚合物微孔膜,所述的高透气率的有机聚合物微孔膜采用透气率大于或等于10cm3/cm2.sec的有机聚合物微孔膜,其中,所述的有机聚合物微孔膜选自聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜、聚乙烯醇微孔膜或聚酰胺微孔膜等;
所述的电解液为常规的镍镉电池的电解液,为氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂的水溶液,本发明不再赘述;
正极片或负极片的制备方法,包括如下步骤:
按照配比,分别将正极浆料层和负极浆料层的各个组分加入水混合后,搅拌至质量固含量为45~65%的膏状,然后涂在集流体上,以干基计,正极浆料层的涂覆质量,为0.145~0.155克/厘米2正极集流体,负极浆料层的涂覆质量为0.130~0.140克/厘米2负极集流体,经110~130℃烘干、碾压、裁切后,即可获得正负极片。
术语“干基”,指的是,不含有水的正极浆料层和负极浆料层;
本发明的电容器,采用高能量密度的Ni/C混合型超级电容器,一方面在负极中加入氧化还原准电容材料,提高电容器的能量密度;另一方面在正负极中加入与其相匹配的添加剂,抑止充放电过程中气体的析出,同时隔膜采用高透气率的有机聚合物微孔膜,这样负极产生的氢气能通过隔膜到达正极表面,发生复合反应,减少电容器内部的压力,提高电容器应用的整体安全性、可靠性。通过这些措施,本发明制作的高性能超级电容器具有工作电压高(最高可达1.7V)、能量密度高(10~15Wh/Kg)、循环寿命长(大于5万次)、安全性高等特点,能满足各种纯电动交通运输工具(如纯电动矿用牵引电机车、纯电动城市公交车、纯电动港口牵引车等)、风能和太阳能储能、后备电源等的使用要求,应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例中,是采用QC/T 741-2006标准规定的方法进行性能测试的。
实施例1
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:5: 3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.150克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化锶、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比83:5:5:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.135克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,能量密度达11.0Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在82.9%。
实施例2
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.155克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的涂覆干基质量为0.140克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,能量密度达11.1Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在83%。
实施例3
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二钇、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.145克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、二氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.130克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚乙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.65V,能量密度达11.8Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在84%。
实施例4
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.145克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的涂覆质量为0.130克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.70V,能量密度达12.7Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在85%。
实施例5
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、富镧混合稀土氧化物(三氧化二镧的含量为40%)、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.145克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、铅粉、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.130克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚乙烯醇微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.70V,能量密度达12.5Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在85.7%。
实施例6
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.145克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、二氧化锰、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比55:30:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.130克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.70V,能量密度达14.7Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在80%。
实施例7
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.145克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、五氧化二钒、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比55:30:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.130克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.70V,能量密度达15.1Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在81%。
将以上实施例1~7的测试结果总结如下:
正极配比 |
负极配比 |
隔膜材质 |
工作电压(V) |
能量密度(Wh/Kg) |
50000次循环后容量保持率(%) |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=85:5:5: 3:2 |
活性炭、炭黑、氧化锶、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=83:5:5:4:3 |
聚丙烯 |
0.8~1.60 |
11.0 |
82.9 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=85:5:3:4:3 |
聚丙烯 |
0.8~1.60 |
11.1 |
83 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二钇、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、炭黑、二氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=85:5:3:4:3 |
聚乙烯 |
0.8~1.65 |
11.8 |
84 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=85:5:3:4:3 |
聚丙烯/聚乙烯 |
0.8~1.70 |
12.7 |
85 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、富镧混合稀土氧化物(三氧化二镧的含量为40%)、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、炭黑、铅粉、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=85:5:3:4:3 |
聚乙烯醇 |
0.8~1.70 |
12.5 |
85.7 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、二氧化锰、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=55:30:5:3:4:3 |
聚丙烯/聚乙烯 |
0.8~1.70 |
14.7 |
80 |
氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=80:5:5:3:2:3:2 |
活性炭、五氧化二钒、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯=55:30:5:3:4:3 |
聚丙烯/聚乙烯 |
0.8~1.70 |
15.1 |
81 |
从上表数据可以看出,在正负极中加入抑止气体析出的添加剂,可以有效提高电容器的工作电压,从而提高能量密度,同时在负极中加入氧化还原准电容材料的添加剂,可以明显增加电容器的能量密度,另外结合使用高透气率的隔膜,使得负极产生的氢气能在正极快速复合,这样充放电过程中电解液损失降低到最少,电容器的循环寿命普遍很长,5万次循环后容量保持率都大于或等于80%。
实施例8
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.155克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,选用镍带作为集流体,在其表面冲一定数量的Φ1.2圆孔,然后将浆料涂覆在冲孔镍带上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.140克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,内阻为0.75mΩ,能量密度达11.0Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在82.5%。
实施例9
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.155克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,选用铜带作为集流体,在其表面冲一定数量的Φ1.2圆孔,然后将浆料涂覆在冲孔铜带上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.140克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,内阻为0.56mΩ,能量密度达11.2Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在83.4%。
实施例10
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.155克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,选用铜带作为集流体,在将表面冲一定数量的Φ1.2圆孔,然后在其表面电镀5μm的银镀层,接着将浆料涂覆在冲孔镀银铜带上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.140克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,内阻为0.47mΩ,能量密度达11.28Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在83.8%。
实施例11
正极片的制作:将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80:5:5:3:2:3:2的比例混合,用去离子水调成质量固含量为60%的浆料,然后涂覆在泡沫镍上,正极浆料层的干基涂覆质量为0.155克/厘米2正极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0.6mm3的正极片。
负极片的制作:将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85:5:3:4:3的比例混合,用去离子水调成质量固含量为50%的浆料,选用银带作为集流体,在将表面冲一定数量的Φ1.2圆孔,接着将浆料涂覆在冲孔银带上,负极浆料层的干基涂覆质量为0.140克/厘米2负极集流体,经120℃干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1.2mm3的负极片。
选用透气率为10cm3/cm2.sec聚丙烯微孔膜为隔膜,将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯,采用尼龙塑料外壳,组装成方型超级电容器,然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液,经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0.8~1.60V,内阻为0.26mΩ,能量密度达11.61Wh/Kg,经50000次循环后,容量保持率在85.2%。
从以上实施例8~11可以看出,选用不同的负极集流体,电容器的内阻差异较大,进而影响电容器的功率特性。
本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在本发明的范围之内。