CN105632792A - 一种不对称电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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；
所述正极主体材料与增稠剂的质量比为100：(10～30)。
优选的，所述正极主体材料包括：
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。
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。
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。
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。
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。
优选的，所述负极浆料由包括碳材料的负极主体材料制成；
所述负极主体材料包括：
碳材料80重量份～90重量份；
粘结剂4重量份～10重量份；
导电剂4重量份～5重量份；
负极添加剂2重量份～5重量份；
所述负极添加剂为亚氧化钛。
优选的，所述正极极片和负极极片的质量比为(0.4～1.1)：1。
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：
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；
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；
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；
所述步骤A)和B)没有顺序限制。
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
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；
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
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。
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。
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。
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。
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。
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61μm～83μnm，更优选为74μm。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。
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。
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。
在本发明中，所述正极添加剂优选包括亚氧化钛和镍粉中的一种或两种，更优选为亚氧化钛。在本发明中，所述正极添加剂能够提高氢氧化镍的成形性和利用率；本发明对所述正极添加剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述亚氧化钛和镍粉的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料优选包括3重量份～5重量份的正极添加剂，更优选为3重量份～4重量份。
在本发明中，所述增稠剂优选包括羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或两种，更优选为羧甲基纤维素。在本发明中，所述增稠剂能够增加正极浆料的粘稠度，保持流态；本发明对所述增稠剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料与增稠剂的质量比优选为100：(10～30)，更优选为100：20。
在本发明中，所述负极极片由负极浆料采用覆膜工艺制备而成。在本发明中，所述负极浆料包括碳材料。在本发明中，所述碳材料为本领域技术人员熟知的用于制备负极极片的多孔碳材料，本发明采用覆膜工艺能够避免多孔碳材料高的比表面积造成的材料蓬松，从而避免对电容的整体影响，同时提高负极浆料与集流体的粘合程度，改善脱落现象。
在本发明中，所述负极浆料优选由包括碳材料的负极主体材料制成。在本发明中，所述负极主体材料包括：碳材料80重量份～90重量份；粘结剂4重量份～10重量份；导电剂4重量份～5重量份；负极添加剂2重量份～5重量份。
在本发明中，所述碳材料优选为活性炭和石墨中的一种或两种，优选为活性炭。本发明对所述碳材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述活性炭和石墨的市售商品即可。在本发明中，所述碳材料的中值粒径优选为3μm～8μm，更优选为5μm。在本发明中，所述负极主体材料优选包括80重量份～90重量份的碳材料，更优选为85重量份～89重量份。
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，所述负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6重量份～8重量份。
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，所述负极主体材料优选包括4重量份～5重量份的粘结剂，更优选为5重量份。
在本发明中，所述负极添加剂为亚氧化钛，所述负极添加剂能够提高碳材料的成形性和利用率；本发明对所述负极添加剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的亚氧化钛的市售商品即可。在本发明中，所述负极主体材料优选包括2重量份～5重量份的负极添加剂，更优选为3重量份～4重量份。
在本发明中，所述正极极片与负极极片能够较好的匹配，提高不对称电容器的整体性能；同时，正极极片和负极极片合适的质量比对不对称电容器的比容和循环性能也有一定影响。在本发明中，所述正极极片和负极极片的质量比优选为(0.4～1.1)：1，更优选为(0.6～0.8)：1，最优选为0.7：1。
在本发明中，所述电解液优选为碱性电解液，本发明对此没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的LiOH的水溶液、KOH的水溶液或NaOH的水溶液。在本发明中，所述隔膜优选为本领域技术人员熟知的隔膜纸，本发明对此没有特殊限制。
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：
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；
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；
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；
所述步骤A)和B)没有顺序限制。
在本发明中，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。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。
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。
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61μm～83μnm，更优选为74μm。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。
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。
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。
在本发明中，所述正极添加剂优选包括亚氧化钛和镍粉中的一种或两种，更优选为亚氧化钛。在本发明中，所述正极添加剂能够提高氢氧化镍的成形性和利用率；本发明对所述正极添加剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述亚氧化钛和镍粉的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料优选包括3重量份～5重量份的正极添加剂，更优选为3重量份～4重量份。
在本发明中，所述增稠剂优选包括羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或两种，更优选为羧甲基纤维素。在本发明中，所述增稠剂能够增加正极浆料的粘稠度，保持流态；本发明对所述增稠剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的市售商品即可。在本发明中，所述正极主体材料与增稠剂的质量比优选为100：(10～30)，更优选为100：20。
在本发明中，将正极浆料涂覆在第一集流体的过程优选具体为：
将所述正极浆料用刮刀均匀涂覆在第一集流体上。本发明对所述第一集流体的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的不锈钢网、镍网或镍箔均可。
将所述正极浆料涂覆在第一集流体上之后，本发明依次进行干燥、压实，得到正极极片。在本发明中，所述干燥的温度优选为80℃～100℃，更优选为90℃；所述干燥的时间优选为10h～14h，更优选为12h。在本发明中，所述压实的压力优选为25MPa～30MPa，更优选为28MPa。
在本发明中，将负极浆料成膜后辊压在第二集流体上，得到负极极片。在本发明中，所述负极浆料包括碳材料。在本发明中，所述碳材料为本领域技术人员熟知的用于制备负极极片的多孔碳材料，本发明采用覆膜工艺能够避免多孔碳材料高的比表面积造成的材料蓬松，从而避免对电容的整体影响，同时提高负极浆料与集流体的粘合程度，改善脱落现象。
在本发明中，所述负极浆料优选由包括碳材料的负极主体材料制成。在本发明中，所述负极主体材料包括：碳材料80重量份～90重量份；粘结剂4重量份～10重量份；导电剂4重量份～5重量份；负极添加剂2重量份～5重量份。
在本发明中，所述碳材料优选为活性炭和石墨中的一种或两种，优选为活性炭。本发明对所述碳材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述活性炭和石墨的市售商品即可。在本发明中，所述碳材料的中值粒径优选为3μm～8μm，更优选为5μm。在本发明中，所述负极主体材料优选包括80重量份～90重量份的碳材料，更优选为85重量份～89重量份。
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，所述负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6重量份～8重量份。
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，所述负极主体材料优选包括4重量份～5重量份的粘结剂，更优选为5重量份。
在本发明中，所述负极添加剂为亚氧化钛，所述负极添加剂能够提高碳材料的成形性和利用率；本发明对所述负极添加剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的亚氧化钛的市售商品即可。在本发明中，所述负极主体材料优选包括2重量份～5重量份的负极添加剂，更优选为3重量份～4重量份。
在本发明中，将负极浆料成膜的过程优选具体为：
将所述负极浆料反复辊压成膜。本发明对所述成膜的设备没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的电动对辊机。
完成所述成膜后，本发明将得到的薄膜辊压在第二集流体上，得到负极极片。本发明对所述第二集流体的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的不锈钢网、镍网或镍箔均可。
得到正极极片和负极极片后，本发明将正极极片、负极极片、隔膜和电解液进行组装，得到不对称电容器。
在本发明中，所述正极极片与负极极片能够较好的匹配，提高不对称电容器的整体性能；同时，正极极片和负极极片合适的质量比对不对称电容器的比容和循环性能也有一定影响。在本发明中，所述正极极片和负极极片的质量比优选为(0.4～1.1)：1，更优选为(0.6～0.8)：1，最优选为0.7：1。
在本发明中，所述电解液优选为碱性电解液，本发明对此没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的LiOH的水溶液、KOH的水溶液或NaOH的水溶液。在本发明中，所述隔膜优选为本领域技术人员熟知的隔膜纸，本发明对此没有特殊限制。本发明对所述组装的过程没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的不对称电容器的组装方法进行组装即可。
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。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的球形氢氧化镍由国药提供，所述微米级球形氢氧化镍的中值粒径为61μm～83μnm；所用的聚四氟乙烯由国药提供；所用的乙炔黑由国药提供；所用的亚氧化钛由国药提供；所用的羧甲基纤维素由国药提供；所用的活性炭由南京先丰纳米材料科技有限公司提供，所述活性炭的中值粒径为3μm～8μm；所用的石墨烯由国药提供；所用的碳纳米管由国药提供；所用的聚偏氟乙烯由国药提供；所用的镍粉由国药提供；所用的羟丙基甲基纤维素由国药提供。
实施例1
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羧甲基纤维素搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在90℃下干燥12h，再在28MPa下压实，控制质量密度为0.01g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.014g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
采用蓝电电池CT2001A充放电仪对上述不对称电容器进行测试，结果如图1所示。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，由图1可知，本发明实施例1提供的不对称电容器两极片能较好匹配，充放电性能好。
实施例2
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚四氟乙烯、石墨烯、亚氧化钛按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羧甲基纤维素搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在90℃下干燥12h，再在28MPa下压实，控制质量密度为0.01g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚四氟乙烯、石墨烯、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.022g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
实施例3
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚四氟乙烯、碳纳米管、亚氧化钛按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羧甲基纤维素搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在90℃下干燥12h，再在28MPa下压实，控制质量密度为0.01g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚四氟乙烯、碳纳米管、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.0092g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
采用上海辰华CHI660E电化学工作站在电流密度为0.1A/g，电压范围为0～1.3V下，对本发明实施例1～3提供的不对称电容器分别进行测试，结果如图2所示。图2为本发明实施例1～3提供的不对称电容器的CV曲线，由图2可知，本发明实施例1提供的不对称电容器的CV窗口最大，本发明实施例2提供的不对称电容器的低电压端曲线窗口较大，本发明实施例3提供的不对称电容器的高电压方向的曲线窗口较大。
根据上述CV曲线计算可得，本发明实施例1提供的不对称电容器比容Cs＝166.6F/g，能量密度为39.10Wh/kg；本发明实施例2提供的不对称电容器比容Cs＝148.9F/g，能量密度为34.95Wh/kg；本发明实施例3提供的不对称电容器比容Cs＝134.2F/g，能量密度为31.50Wh/kg。
实施例4
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚偏氟乙烯、乙炔黑、镍粉按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羟丙基甲基纤维素搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在100℃下干燥12h，再在30MPa下压实，控制质量密度为0.057g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚偏氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.08g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
按照实施例3提供的方法对上述不对称电容器进行测试，结果表明，本发明实施例4提供的不对称电容器比容Cs＝164.6F/g，能量密度为38.64Wh/kg。
对比例1
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.057g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料在DG-W100型电动对辊机上反复辊压成膜后，再辊压在集流体上，控制质量密度为0.08g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
按照实施例3提供的方法对上述不对称电容器进行测试，结果表明，对比例1提供的不对称电容器比容Cs＝100.3F/g，能量密度为23.54Wh/kg。
对比例2
(1)正极极片的制备：将微米级球形氢氧化镍、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按89：3：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羧甲基纤维素搅拌均匀，得到正极浆料；将上述正极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在90℃下干燥12h，再在28MPa下压实，控制质量密度为0.057g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到正极极片。
(2)负极极片的制备：将活性炭、聚四氟乙烯、乙炔黑、亚氧化钛按85：7：5：3的质量比配料，搅拌均匀后，再加入以上总质量20％的羧甲基纤维素搅拌均匀，得到负极浆料；将上述负极浆料用刮刀均匀涂覆在集流体上，在90℃下干燥12h，再在28MPa下压实，控制质量密度为0.08g/cm2，最后剪成直径为12.5mm的圆形极片，得到负极极片。
(3)将正极极片和负极极片相对放置，中间为隔膜，在碱性电解液进行组装，得到不对称电容器。
按照实施例3提供的方法对上述不对称电容器进行测试，结果表明，对比例2提供的不对称电容器比容Cs＝92.3F/g，能量密度为21.66Wh/kg。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种不对称电容器，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，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的不对称电容器，其特征在于，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；
所述正极主体材料与增稠剂的质量比为100：(10～30)。
3.根据权利要求2所述的不对称电容器，其特征在于，所述正极主体材料包括：
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。
4.根据权利要求3所述的不对称电容器，其特征在于，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。
5.根据权利要求3所述的不对称电容器，其特征在于，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。
6.根据权利要求3所述的不对称电容器，其特征在于，所述正极添加剂包括亚氧化钛和镍粉中的一种或两种。
7.根据权利要求2所述的不对称电容器，其特征在于，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。
8.根据权利要求1所述的不对称电容器，其特征在于，所述负极浆料由包括碳材料的负极主体材料制成；
所述负极主体材料包括：
碳材料80重量份～90重量份；
粘结剂4重量份～10重量份；
导电剂4重量份～5重量份；
负极添加剂2重量份～5重量份；
所述负极添加剂为亚氧化钛。
9.根据权利要求1所述的不对称电容器，其特征在于，所述正极极片和负极极片的质量比为(0.4～1.1)：1。
10.一种权利要求1～9任一项所述的不对称电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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；
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；
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；
所述步骤A)和B)没有顺序限制。
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