CN113066676B - 一种具有大电容的超级电容器的制作方法 - Google Patents

一种具有大电容的超级电容器的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种具有大电容的超级电容器的制作方法，其包括以下步骤：制备Co2P混合纳米材料；制备低粘度电解质前驱体材料，将电解质前驱体材料涂覆并渗透入多孔渗透膜，所述电解质前驱体材料中包含有交联聚合物；将Co2P混合纳米材料与水溶性树脂按照5:2混合，得到混合液；以步骤2中的所述多孔渗透膜为基底材料，将所述混合液印刷至所述基底材料上形成多对彼此相对的电极；将印刷完形成电极的多层基底材料叠加，形成多层结构，于多层结构上引出电极端线。利用本发明方法制备的电容器解决现有技术中电容器容量小，衰减大的技术问题。

Description

一种具有大电容的超级电容器的制作方法
技术领域
本发明涉及电容器、电池的制作领域，具体地说涉及一种具有大电容的超级电容器的制作方法。
背景技术
目前的电容器的能量密度比较低，特别是针对电路板上所用的电容，电容量量级为微法；在一些大型的电力电子线路中，需要更大容量更小尺寸的电容器。
同时电容器多次充放电的衰减度也是考量电容器性能的一个主要原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有大电容的超级电容器的制作方法，解决现有技术中电容器容量小，衰减大的技术问题。
本发明公开的具有大电容的超级电容器的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：制备Co2P混合纳米材料；
步骤2：制备低粘度电解质前驱体材料，将电解质前驱体材料涂覆并渗透入多孔渗透膜，所述电解质前驱体材料中包含有交联聚合物；
步骤3：将Co2P混合纳米材料与水溶性树脂按照5:2混合，得到混合液；
步骤4：以步骤2中的所述多孔渗透膜为基底材料，将所述混合液印刷至所述基底材料上形成多对彼此相对的电极；
步骤5：将印刷完形成电极的多层基底材料叠加，形成多层结构，于多层结构上引出电极端线。
在本实施方式中以Co2P纳米材料为电极材料，通过印刷的方式形成彼此相对的电极，并在一个渗透有电解质的基地材料上印刷，保证了电极材料与电解质的充分接触；采用印刷方式印刷电极，能够根据电极的分布位置，形状，层级等要求印刷出特定形态的电极分布方式，从而获得定制化电容。其中，Co2P具有良好的电极比容量，能够获得更大的电容。
其中，Co2P中二价、三价的Co离子之间具有优异的可逆反应，从而表现出绝佳的充放电特性，有利于降低电容衰减度。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明涂覆了PEDOT的Co2P纳米材料的CV曲线图；
图3是本发明涂覆了PEDOT的Co2P纳米材料的恒流充放电图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
请参考图1，本发明公开了一种一种具有大电容的超级电容器的制作方法，
包括以下步骤：
步骤1：制备Co2P混合纳米材料，Co2P具有良好的电极比容量，能够获得更大的电容。
其中，Co2P中二价、三价的Co离子之间具有优异的可逆反应，从而表现出绝佳的充放电特性，有利于降低电容衰减度。
具体的：
Co2P+OH-+H2O＝Co2POH+e-
Co2POH+OH-＝Co2PO+H2O+e-
对制备的Co2P进行纳米化，能够提高离子流动性，提高电容容量。
其中，本步骤中Co2P混合纳米材料的制作方法包括：
步骤11：制备Co3O4纳米棒粉末；
步骤12：将Co3O4纳米棒粉末、PVDF和乙炔黑混合加入甲基吡咯烷酮(NMP)，调节粘稠度；
步骤13：将步骤12中的粘稠混合物涂敷在泡沫镍基板上，待干燥后得到Co3O4；
步骤14：将Co3O4和次亚磷酸钠分别加入物理气相沉淀设备中，通过气相沉淀的方式在气相沉淀设备中生成Co2P纳米材料；
步骤15：对制备的Co2P纳米材料表面包覆PEDOT，形成所述Co2P混合纳米材料。
在本步骤中，对Co2P纳米材料表面包覆PEDOT。涂覆了PEDOT的Co2P纳米材料经过1000次充放电，电极表现良好的比率达到了87％，具体的参阅图2及图3，图2和图3分别是涂覆了PEDOT的Co2P纳米材料的CV曲线图以及恒流充放电图。
步骤2：制备低粘度电解质前驱体材料，将电解质前驱体材料涂覆并渗透入多孔渗透膜，所述电解质前驱体材料中包含有交联聚合物；多孔渗透膜采用PVDF膜
步骤3：将Co2P混合纳米材料与水溶性树脂按照5:2混合，得到混合液；所述水溶性树脂为导电性树脂。
步骤4：以步骤2中的所述多孔渗透膜为基底材料，将所述混合液印刷至所述基底材料上形成多对彼此相对的电极；所述混合液印刷纸所述基底材料上的方法包括通过凹版印刷或通过数码喷墨打印方式
步骤5：将印刷完形成电极的多层基底材料叠加，形成多层结构，于多层结构上引出电极端线。
本发明同时还包括以下步骤：
步骤6：对所述多层结构再次涂覆并渗透低粘度电解质前驱体材料，对电解质前驱体材料交联，形成凝胶状电解质；凝胶状的电解质能够提供更好的热量分布，分解后的水分吸收。
步骤7：对步骤6处理后的多层结构的上下表面设置绝缘阻隔层，并封装。其中可以封装为贴片电容或者电池组。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种具有大电容的超级电容器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备Co2P混合纳米材料；
步骤2：制备低粘度电解质前驱体材料，将电解质前驱体材料涂覆并渗透入多孔渗透膜，所述电解质前驱体材料中包含有交联聚合物；
步骤3：将Co2P混合纳米材料与水溶性树脂按照5:2混合，得到混合液；
步骤4：以步骤2中的所述多孔渗透膜为基底材料，将所述混合液印刷至所述基底材料上形成多对彼此相对的电极；
步骤5：将印刷完形成电极的多层基底材料叠加，形成多层结构，于多层结构上引出电极端线；所述混合液印刷至所述基底材料上的方法包括通过凹版印刷或通过数码喷墨打印方式；所述步骤1中Co2P混合纳米材料的制作方法：
步骤11：制备Co3O4 纳米棒粉末；
步骤12：将Co3O4 纳米棒粉末、PVDF和乙炔黑混合加入甲基吡咯烷酮（NMP），调节粘稠度；
步骤13：将步骤12中的粘稠混合物涂敷在泡沫镍基板上，待干燥后得到Co3O4；
步骤14：将Co3O4和次亚磷酸钠分别加入物理气相沉淀设备中，通过气相沉淀的方式在气相沉淀设备中生成Co2P纳米材料；
步骤15：对制备的Co2P纳米材料表面包覆PEDOT，形成所述Co2P混合纳米材料。
2.如权利要求1所述的具有大电容的超级电容器的制作方法， 其特征在于，还包括：
步骤6：对所述多层结构再次涂覆并渗透低粘度电解质前驱体材料，对电解质前驱体材料交联，形成凝胶状电解质；
步骤7：对步骤6处理后的多层结构的上下表面设置绝缘阻隔层，并封装。
3.如权利要求2所述的具有大电容的超级电容器的制作方法，其特征在于，所述水溶性树脂为导电性树脂。
4.如权利要求1所述的具有大电容的超级电容器的制作方法，其特征在于，所述多孔渗透膜采用PVDF膜。
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