CN109461588A

CN109461588A - 一种超级电容极片

Info

Publication number: CN109461588A
Application number: CN201811147054.5A
Authority: CN
Inventors: 杨文耀; 李�杰; 刘代军; 任晓霞; 徐勇刚; 栾平; 段良菊
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: SICHUAN ANKETE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2019-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-29
Also published as: CN109461588B

Abstract

本发明涉及一种超级电容极片，包括伸入电容器内的插接极片段，所述插接极片段的一端设置有固定极片段，所述固定极片段的一端设置有锁紧极片段，所述锁紧极片段的一端设置有外连接极片段，所述插接极片段与固定极片段整体构成呈“L”形折板状，所述锁紧极片段整体呈“U”形，上述的插接极片段插入电容器内，从而实现对电极片与电容器的初步固定，并且上述的锁紧极片段卡置在电容器的盖体与壳体之间，从而实现对电极片的进一步固定，避免电极片产生移动，并且利用螺栓将固定极片段固定在电极片的盖体上，从而能够有效将电极片定位在壳体上，避免灌封环氧树脂时造成电极片位置移动，确保产品质量。

Description

一种超级电容极片

技术领域

本发明涉及电容技术领域，尤其涉及一种超级电容极片。

背景技术

超级电容器是一种新型的能快速充/放电的绿色储能装置。它具有传统电解电容器和电池的双重功能，其功率密度远高于电池，且比电池充放电速度快很多；能量密度远高于传统的电解电容器。与传统电解电容器和电池相比较，超级电容器具有体积小，能量密度大，充放电速度快，循环寿命长，放电功率高，工作温度范围宽-40℃～85℃，可靠性好及成本低廉等优点。因此，超级电容器正已成为一种新型、高效、实用、绿色环保的快速充放电储能器件。在能源、汽车、医疗卫生、电子、军事等领域都有十分广泛的应用前景。

目前的电容器在生产和使用中，需要将电极片安装在电容器上，然而现有的电极片在安装时不容易定位在壳体上，特别容易在灌封环氧树脂时造成电极片位置移动，影响产品质量。同时传统的电容器一般采用的是银电极，电容器工作过程中，银电极中的银会不断向电容器内部迁徙，从而缩短了两根银电极的距离，导致电容器的耐高压击穿能力下降。

电器器件对超级电容器的功率性能要求越来越高，需要超级电容器长时间的大电流充放电，这样超级电容器内部会产生较多热量。由于超级电容器由外壳、电解液以及正负极极片和隔膜卷绕成的卷芯构成，内部结构紧凑，剩余空间狭小，产生的热量如不及时散掉或者热量在超级电容器内分布不均都将会降低超级电容器的使用寿命，尤其是分布不均而造成局部过热导致的老火、破坏往往对电容器就有更大的负面影响。

同时，氧化石墨烯(Graphene oxide)是一种由sp²杂化的碳原子相互连接构成的二维晶态超薄材料，单层氧化石墨烯只有一个碳原子厚度，其碳原子之间均是以共价键的形式相互连结在一起，整体呈现六角环形蜂窝状，是严格意义上的二维平面材料。氧化石墨烯具有超大的比表面积和优异的导电性，更容易形成双电层，同时具有优异的化学和热稳定性。由于氧化石墨烯较大的表面、极薄的厚度，使得其容易形成三维褶皱和相互叠加的空间结构，从而可以形成纳米级的孔道和空穴，有利于电解液在材料内部的扩散。除此之外，氧化石墨烯还具有优异的机械柔韧性，因此氧化石墨烯是一种非常理想的超级电容器电极材料。

但氧化石墨烯在使用过程中极易团聚，大大降低了材料的比表面积，从而影响电容大小。现有技术中，虽有一些通过添加聚苯胺等材料改善氧化石墨烯的分散性，从而解决其团聚的问题，但也普遍存在操作复杂、难以实际推广等困难。而且，即使解决了团聚问题，对氧化石墨烯进行表面修饰以得到更大的比表面积，对其进一步应用也具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中存在的不足，提供一种超级电容极片。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超级电容极片，包括伸入电容器内的插接极片段，所述插接极片段的一端设置有固定极片段，所述固定极片段的一端设置有锁紧极片段，所述锁紧极片段的一端设置有外连接极片段，所述插接极片段与固定极片段整体构成呈“L”形折板状，所述锁紧极片段整体呈“U”形。

本发明还包括如下特征：

所述插接极片段的一侧设置有第一卡槽，所述第一卡槽的槽底设置有第一凸点，所述第一凸点沿着第一卡槽的槽长方向间隔设置多个，所述第一凸点的截面呈直角梯形。

所述固定极片段上设置有螺纹孔，所述螺纹孔下端孔口设置有垫片。所述锁紧极片段的底部板面设置有第二凸点，所述第二凸点沿着底部板面的长度方向间隔设置多个，所述第二凸点的截面呈三角形。所述外连接极片段的两侧分别设置有第二卡槽。

所述插接极片段的一端与固定极片段之间圆弧过渡，所述固定极片段与锁紧极片段之间圆弧过渡，所述锁紧极片段与外连接极片段之间圆弧过渡。

优选的，所述极片至少在插接极片段的一个表面加工有氧化石墨烯涂层。

所述石墨烯涂层的具体加工步骤是：

(1)按重量份数，将0.2～0.5份氧化石墨烯加入1000份去离子水，超声分散氧化石墨烯；再加入20～45份尿素和1.5～3.75份 FeCl₃·6H₂O，超声混匀，85～95℃下水浴加热、搅拌2～3h，随后冷却到室温；再加入0.1～0.5份苯肼，混匀，200℃反应5～7h，得还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料；

(2)用电泳沉积法使所述还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料在待镀膜物体表面成膜，成膜过程中，待镀膜物体始终处于均匀外加磁场中；所述磁场强度0.5T，磁场间距10～30mm；镀膜时间为10～60min，即得已镀氧化石墨烯/氧化铁涂层的物体；

(3)将所述已镀氧化石墨烯/氧化铁涂层的物体置于氩气环境， 800～850℃保温2～3h，随后用去离子水超声清洗电极表面涂层10～ 30min，干燥后即形成针状氧化石墨烯涂层结构。

优选的，步骤(1)中，按质量比，所述氧化石墨烯：FeCl₃·6H₂O＝ 2:15。

优选的，步骤(1)中，所述氧化石墨烯为0.3份，所述尿素为30 份，所述FeCl₃·6H₂O为2.25份，所述苯肼为0.3份。

优选的，步骤(2)所述磁场间距为20mm，步骤(2)所述镀膜时间为30min。

与现有技术相比，本发明具备的技术效果为：上述的插接极片段插入电容器内，从而实现对电极片与电容器的初步固定，并且上述的锁紧极片段卡置在电容器的盖体与壳体之间，从而实现对电极片的进一步固定，避免电极片产生移动，并且利用螺栓将固定极片段固定在电极片的盖体上，从而能够有效将电极片定位在壳体上，避免灌封环氧树脂时造成电极片位置移动，确保产品质量。

并且本发明电极片上反应生成的氧化铁在氧化石墨烯间均匀分布，有效避免了氧化石墨烯的团聚。通过外加磁场作用，使氧化铁始终处于顺磁性的竖直状态，形成微小的铁针，帮助氧化石墨烯涂层形成针状微结构表面。这种结构是仿生类荷叶表面结构，具有超亲油性质，可比普遍结构更加紧密地与有机相电解质液面接触，使材料提供的比表面积被充分利用。电极片的散热性能、导电性能都比现有技术有大幅度提高。同时，这种微结构分布均匀，比表面积极大，约为普遍蚀刻形成的分布无规则球形孔洞的比表面积的5～6倍。本发明还确定了氧化石墨烯和 FeCl₃·6H₂O的具体比值(按质量比为2:15)，高于该值，氧化石墨烯的量偏大，氧化石墨烯容易团聚，且涂层比表面积增加率不理想；低于该值，FeCl₃·6H₂O用量过大，FeCl₃·6H₂O容易发生团聚。

附图说明

图1是超级电容极片的结构示意图；

图2是超级电容的部分结构示意图；

图3为石墨烯/氧化铁涂层形成示意图；

图4为石墨烯涂层形成示意图；

图5为本发明导热涂层形成前后结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本超级电容极片作进一步详细的说明：一种超级电容极片，包括伸入电容器内的插接极片段10，所述插接极片段 10的一端设置有固定极片段20，所述固定极片段20的一端设置有锁紧极片段30，所述锁紧极片段30的一端设置有外连接极片段40，所述插接极片段10与固定极片段20整体构成呈“L”形折板状，所述锁紧极片段30整体呈“U”形；

上述的插接极片段10插入电容器A内，从而实现对电极片与电容器A的初步固定，并且上述的锁紧极片段30卡置在电容器的盖体B与壳体A之间，从而实现对电极片的进一步固定，避免电极片产生移动，并且利用螺栓C将固定极片段20固定在电极片的盖体B上，从而能够有效将电极片定位在壳体上，避免灌封环氧树脂时造成电极片位置移动，确保产品质量。

为进一步方便组装连接，所述插接极片段10的一侧设置有第一卡槽11，所述第一卡槽11的槽底设置有第一凸点12，所述第一凸点12 沿着第一卡槽11的槽长方向间隔设置多个，所述第一凸点12的截面呈直角梯形，直角梯形的坡面向上；一方面增大散热面积，同时在绕制隔膜的时候可以起到防止向下滑脱的效果，方便隔膜与电极片准确定位。

上述的第一卡槽11镶嵌在电容器的壳体A内，并且利用第一凸点 12能够进一步确保电极片的连接牢靠度。具体地，所述固定极片段20 上设置有螺纹孔21，所述螺纹孔21下端孔口设置有垫片22。

更为优选地，为进一步提高连接牢靠度，所述锁紧极片段30的底部板面设置有第二凸点31，所述第二凸点31沿着底部板面的长度方向间隔设置多个，所述第二凸点31的截面呈三角形。

所述外连接极片段40的两侧分别设置有第二卡槽41；可在第二卡槽41涂设镍和锡，从而确保电连接的导通性能。

为确保电极片的强度，减少折断的可能性，所述插接极片段10的一端与固定极片段20之间圆弧过渡，所述固定极片段20与锁紧极片段 30之间圆弧过渡，所述锁紧极片段30与外连接极片段40之间圆弧过渡。

本发明电极片插接极片段10上加工氧化石墨烯涂层的具体制备方法如下：

1、制备还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料：按重量份数，将 0.2～0.5份氧化石墨烯加到1000份去离子水中，超声混匀(10min，60W)，以分散氧化石墨烯；再加入20～45份尿素和1.5～3.75份FeCl₃·6H₂O，混合均匀，超声10min。90℃下水浴加热、搅拌3h，随后冷却到室温；再加入0.1～0.5份苯肼，混匀并加入反应釜，200℃反应6h，得还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料(水溶液)。

2、形成氧化石墨烯/氧化铁涂层：利用电泳沉积法，使所述还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料在待镀膜电极表面成膜。电泳沉积法具体包括：将制备好的还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料(水溶液)再次超声10min混匀，采用JY 600型电泳仪作为直流电源，在电极之间施加80V cm^-1的恒定电场，电泳沉积30s，沉积完成后迅速取出镀膜电极，在90℃下烘干即可。

整个成膜过程中，待镀膜电极始终处于均匀的外加磁场中；磁场强度0.5T，磁场间距10～30mm；镀膜时间为10～60min，得已镀膜的电极，具体结构如图3所示。

3、形成氧化石墨烯涂层：将所述已镀膜电极材料置于氩气环境中，升温至800～850℃，再保温反应2h，随后用去离子水超声清洗电极表面涂层10min，去除铁单质，干燥后形成针状氧化石墨烯薄膜，具体结构如图4所示。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步阐释。

对比例1

按上述操作步骤1、2，不添加尿素和FeCl₃·6H₂O，不进行步骤3，其余步骤完全相同，制备氧化石墨烯涂层对比例1。其中，按重量份数，氧化石墨烯为0.3份，苯肼为0.3份，磁场间距20mm，镀膜时间30min。

对比例2

1、按重量份数，将0.3份氧化石墨烯加到1000份去离子水中，超声10min以分散氧化石墨烯，得氧化石墨烯分散液。

2、电泳沉积法，将氧化石墨烯分散液镀膜到电极表面。

3、将已镀膜电极镀膜的一面均匀涂覆一层纳米氧化铁，涂覆厚度为50nm左右，800℃下反应30min，去离子水超声清洗表面10min，去除铁单质，得普通蚀刻法制备的氧化石墨烯涂层对比例2。

实施例

1、使用本发明方法，制备氧化石墨烯23组。各组的具体制备参数如表1所示，其中，各材料的单位为重量份数。

表1各实施例的具体制备参数

实施例	氧化石墨烯	氯化铁	尿素	苯肼	磁场间距	镀膜时间
							实施例1	0.2	2.25	30	0.3	20mm	30min
实施例2	0.2	1.50	30	0.3	20mm	30min
							实施例3	0.3	2.25	30	0.3	20mm	30min
实施例4	0.4	2.25	30	0.3	20mm	30min
							实施例5	0.4	3.00	30	0.3	20mm	30min
实施例6	0.5	2.25	30	0.3	20mm	30min
							实施例7	0.5	3.75	30	0.3	20mm	30min
实施例8	0.3	1.50	30	0.3	20mm	30min
							实施例9	0.3	3.00	30	0.3	20mm	30min
实施例10	0.3	3.75	30	0.3	20mm	30min
							实施例11	0.3	2.25	20	0.3	20mm	30min
实施例12	0.3	2.25	35	0.3	20mm	30min
							实施例13	0.3	2.25	45	0.3	20mm	30min
实施例14	0.3	2.25	30	0.1	20mm	30min
							实施例15	0.3	2.25	30	0.2	20mm	30min
实施例16	0.3	2.25	30	0.4	20mm	30min
							实施例17	0.3	2.25	30	0.5	20mm	30min
实施例18	0.3	2.25	30	0.3	10mm	30min
							实施例19	0.3	2.25	30	0.3	30mm	30min
实施例20	0.3	2.25	30	0.3	20mm	10min
							实施例21	0.3	2.25	30	0.3	20mm	20min
实施例22	0.3	2.25	30	0.3	20mm	45min
							实施例23	0.3	2.25	30	0.3	20mm	60min

2、比表面积测试。

液氮温度下BET比表面积测试：美国Micromeritics ASAP 2010比表面积和孔隙分析仪。结果如表2所示。

表2各实施例和对比例的比表面积

从上表以及简单的计算可以看出，按质量比，氧化石墨烯： FeCl₃·6H₂O＝2:15时，效果最佳。氧化石墨烯的量偏大，氧化石墨烯分散性，涂层比表面积不理想；FeCl₃·6H₂O用量过大，FeCl₃·6H₂O容易发生团聚，涂层比表面积也不理想。

3、孔径尺寸分布测试。

使用美国Micromeritics ASAP 2010比表面积和孔隙分析仪，测试各实施例和对比例涂层表面孔隙尺寸分布比例情况，并根据测试结果，计算出各尺寸的孔隙所占比例分布情况。结果如表3所示。

表3各实施例和对比例的孔隙尺寸分布

从上表可以看出，使用本发明技术方案制备的涂层，孔隙尺寸主要集中分布于25～45nm，其次是45～65nm；而对比例2的孔隙尺寸大小不一，在各个尺寸均有分布。因对比例1未进行蚀刻等处理，故未测定孔隙尺寸分布情况。

4、比电容测试。

电解液选择质量分数为30％的KOH溶液，使用铜片作为各组实施例和对比例的镀膜电极，采用直流恒流循环法测定，采用美国Maccor的4 通道MC-4型电化学工作站，测试温度25℃。

比电容C(F/g)＝lΔt/ΔV；其中，l为放电电流密度(mA/g),Δt 为放电时间(s)，ΔV为放电过程中的电压变化(V)。

结果如表4所示。

表4各实施例和对比例的比电容效果

实施例	比电容(F/g)	2000次充放电保持率(％)
			实施例1	289	96％
实施例2	292	96％
			实施例3	326	97％
实施例4	301	95％
			实施例5	293	97％
实施例6	294	96％
			实施例7	312	96％
实施例8	302	95％
			实施例9	298	96％
实施例10	286	94％
			实施例11	296	97％
实施例12	278	94％
			实施例13	301	96％
实施例14	276	94％
			实施例15	278	95％
实施例16	290	94％
			实施例17	301	95％
实施例18	311	96％
			实施例19	313	97％
实施例20	273	94％
			实施例21	283	96％
实施例22	319	95％
			实施例23	320	96％
对比例1	230	95％
			对比例2	270	96％

从上表可看出，各实施例的比电容较对比例有了明显提升，说明本发明的技术方案和针状结构确实可有效增加电容器的相关性能。另外， 2000次充放电的保持率证明了本发明制备的材料使用寿命优异，可实际投入生产使用。

应用本发明电极片的超级电容器结构包括外壳、电解液以及正负极极片和隔膜卷绕构成。其中电容器另一核心部件隔膜也可以进行改进。例如改进的超级电容器隔膜，包括隔膜基层，上述的隔膜基层的厚度约为0.5μm；可专门采购；所述隔膜基层的两侧分别设置有第一、第二散热层，所述第一、第二散热层是分别附着后固结在隔膜基层上，且第一、第二散热层相互之间不连接或接触；所述第一、第二散热层的加工方法是：

将二氧化硅溶胶、氧化石墨烯分散液、聚苯乙烯乳液混合形成涂料胶体，将待散热的载体(如散热器)浸入涂料胶体溶液中，8～10min后取出，取出时间≤10s，以保证载体上涂层的均匀性，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得具有亲疏水性混合蜂窝状导热涂层；其中，按溶液体积份数比，二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝13～30％:40～75％：13～30％；且二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积。

其中，

制备二氧化硅溶胶：将正硅酸己酯加入无水乙醇中，搅拌均匀后再加入浓氨水，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)，即得具有疏水性能的二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸己酯：无水乙醇：浓氨水：A-151＝10：50～120：2～5:1。

制备氧化石墨烯分散液：将由Hummers法制备的氧化石墨烯加入到去离子水中，超声处理3h(功率60W)，即得氧化石墨烯分散液；其中，按重量份数，氧化石墨烯：去离子水＝1:20～30。

制备聚苯乙烯乳液：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：Tween 80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。

如图5所示，图5左图示意为：聚苯乙烯形成气泡，帮助二氧化硅与氧化石墨烯形成蜂窝状结构；图5右图示意为：经300℃热处理后，聚苯乙烯分解，留下蜂窝状涂层结构，为后续帮助载体导热散热做准备。

下面结合具体实施例对本发明进一步阐释。另外，使用上述范围内的技术方案制备的氧化石墨烯分散液制备导热涂料/涂层，最终导热性能相当，故未在实施例中展示制备氧化石墨烯分散液的参数。下述实施例中为方便操作，均采用氧化石墨烯：去离子水＝1:25。

对比例

按上述方法，制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝ 1:25。制备聚苯乙烯乳液，苯乙烯单体：去离子水：Tween 80：过硫酸铵水溶液＝1:5：0.07：0.25。不添加二氧化硅溶胶，氧化石墨烯分散液：聚苯乙烯乳液＝44％：56％。提拉速度为10cm/min，制备涂层，作为对比例。

实施例二：优选二氧化硅溶胶的制备参数

1、按上述方法，制备二氧化硅溶胶10组，具体参数如表所示。制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25。制备聚苯乙烯乳液，苯乙烯单体：去离子水：Tween80：过硫酸铵水溶液＝1:5：0.07： 0.25。二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝22％：56％： 22％。提拉速度10cm/min，制备涂层10组。

表5二氧化硅溶胶具体参数

2、导热系数测试：采用C-THERM TCI导热系数测量仪，测试温度为20℃，对上述10组涂层进行导热系数测试。结果如表6所示。

表6导热系数展示

组别	导热系数(W/(m*K))
		组1	25.6
组2	25.7
		组3	25.6
组4	25.8
		组5	25.7
组6	25.7
		组7	25.6
组8	25.7
		组9	25.7
组10	25.7
		对比例	39.8

3、冷热循环升降温速度测试：将散热器内部通入50％的乙二醇和 50％的水(体积比)。施加100kPa±20kPa的压力，以10℃到90℃进行温度循环，记录各涂层材料10℃到90℃升温过程所需时间，以及90℃ 到10℃降温过程所需时间。结果如表7所示。

表7冷热循环升降温效果展示

从上述表6、表7可以看出，使用在本发明限定的范围内制备的二氧化硅溶胶，对最终导热涂料的性能影响差异不大，效果相当。

使用纯的氧化石墨烯，导热系数非常高，但在升降温试验中，导热系数较高的纯氧化石墨烯涂层升温时间显著低于本发明各组，降温时间显著高于本发明各组，说明其导热性能明显弱于本发明制备的复合涂层材料。

实施例三：优选聚苯乙烯乳液的制备参数

1、按上述方法制备聚苯乙烯乳液8组，具体参数如表8所示。按实施例二组4的方法制备二氧化硅溶胶8组；制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25。按照二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝22％：56％：22％，提拉速度10cm/min，制备涂层8 组。

表8各组具体参数

2、按实施例二的方法测试导热系数，结果如表9所示。

表9导热系数展示

组别	导热系数(W/(m*K))
		组1	26.0
组2	26.1
		组3	25.9
组4	26.0
		组5	26.1
组6	25.8
		组7	25.7
组8	25.8

3、按实施例二的方法测试升降温效果，结果如表10所示。

表10冷热循环升降温效果展示

从上述表9、表10可以看出，使用在本发明限定的范围内制备的聚苯乙烯乳液，对最终导热涂料的性能影响差异不大，效果相当。对比例的相关数据已在实施例二中展示，此处效果相当，因此未再次展示。

实施例四：优选导热涂料的制备参数

1、按实施例二组4的方法制备二氧化硅溶胶5组；按实施例三组2 的方法制备聚苯乙烯乳液5组；按照氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25，制备氧化石墨烯分散液5组。按上述方法制备5组涂层，具体制备涂层的参数如表11所示。

表11各组具体参数

2、按实施例二的方法测试导热系数，结果如表12所示。

表12导热系数展示

3、按实施例二的方法测试升降温效果，结果如表13所示。

表13冷热循环升降温效果展示

组别	升温时间(min)	降温时间(min)
			组1	12.3	7.6
组2	14.2	6.5
			组3	15.8	5.3
组4	13.3	6.2
			组5	12.9	7.9
组6	13.1	7.2
			组7	13.5	7.8
对比例	6.5	18.9

从表12、表13可以看出，随着氧化石墨烯添量的增加，导热系数不断增加，但升降温效果时并不完全如此。氧化石墨烯和二氧化硅添量过低，无法有效形成蜂窝状结构，升温变快，降温变慢；氧化石墨烯添量过高，升降温效果也不理想。

而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种超级电容极片，其特征在于：包括伸入电容器内的插接极片段(10)，所述插接极片段(10)的一端设置有固定极片段(20)，所述固定极片段(20)的一端设置有锁紧极片段(30)，所述锁紧极片段(30)的一端设置有外连接极片段(40)，所述插接极片段(10)与固定极片段(20)整体构成呈“L”形折板状，所述锁紧极片段(30)整体呈“U”形。

2.根据权利要求1所述的超级电容极片，其特征在于：所述插接极片段(10)的一侧设置有第一卡槽(11)，所述第一卡槽(11)的槽底设置有第一凸点(12)，所述第一凸点(12)沿着第一卡槽(11)的槽长方向间隔设置多个，所述第一凸点(12)的截面呈直角梯形。

3.根据权利要求1或2所述的超级电容极片，其特征在于：所述固定极片段(20)上设置有螺纹孔(21)，所述螺纹孔(21)下端孔口设置有垫片(22)。

4.根据权利要求1所述的超级电容极片，其特征在于：所述锁紧极片段(30)的底部板面设置有第二凸点(31)，所述第二凸点(31)沿着底部板面的长度方向间隔设置多个，所述第二凸点(31)的截面呈三角形；所述外连接极片段(40)的两侧分别设置有第二卡槽(41)。

5.根据权利要求1所述的超级电容极片，其特征在于：所述插接极片段(10)的一端与固定极片段(20)之间圆弧过渡，所述固定极片段(20)与锁紧极片段(30)之间圆弧过渡，所述锁紧极片段(30)与外连接极片段(40)之间圆弧过渡。

6.根据权利要求1所述的超级电容极片，其特征在于：所述极片至少在插接极片段(10)的一个表面加工有氧化石墨烯涂层。

7.根据权利要求6所述的超级电容极片，其特征在于：所述石墨烯涂层的具体加工步骤是：

(1)按重量份数，将0.2～0.5份氧化石墨烯加入1000份去离子水，超声分散氧化石墨烯；再加入20～45份尿素和1.5～3.75份FeCl₃·6H₂O，超声混匀，85～95℃下水浴加热、搅拌2～3h，随后冷却到室温；再加入0.1～0.5份苯肼，混匀，200℃反应5～7h，得还原氧化石墨烯/α晶型氧化铁复合材料；

(3)将所述已镀氧化石墨烯/氧化铁涂层的物体置于氩气环境，800～850℃保温2～3h，随后用去离子水超声清洗电极表面涂层10～30min，干燥后即形成针状氧化石墨烯涂层结构。

8.根据权利要求7所述的超级电容极片，其特征在于：步骤(1)中，按质量比，所述氧化石墨烯：FeCl₃·6H₂O＝2:15。

9.根据权利要求7所述的超级电容极片，其特征在于：步骤(1)中，所述氧化石墨烯为0.3份，所述尿素为30份，所述FeCl₃·6H₂O为2.25份，所述苯肼为0.3份。

10.根据权利要求7所述的超级电容极片，其特征在于：步骤(2)所述磁场间距为20mm，步骤(2)所述镀膜时间为30min。