CN203277103U - 一种纽扣型超级电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种纽扣型超级电容器，包括封闭的壳体，设于壳体内的电芯和电解液，其特征在于所述电芯自上而下依次由正极集流体、正极导电涂层、隔膜、负极导电涂层、负极集流体组成；所述的正极导电涂层和负极导电涂层均由碳基纳米笼导电层和粘结层复合而成。本实用新型采用碳基纳米笼作为导电层的电极材料，所得到的纽扣型超级电容器具有很高的比电容和很好的循环稳定性。本实用新型的纽扣型超级电容器的充放电电压范围是0~2.5V，在小电流1Ag-1时比电容高达135F/g。
Description
技术领域
本实用新型涉及电容器领域，具体涉及一种新型电极材料的超级电容器，特别是纽扣型超级电容器。
背景技术
超级电容器作为一种新型储能器件受到了广泛关注和大量研究，这是由于超级电容器填补了电池与传统电容器之间的空白，即：它的能量密度与功率密度均介于这两者之间, 因此具有十分重要的应用价值，广泛应用于电动车，起重机，电梯，玩具等领域。超级电容器的电极材料通常有碳材料、金属氧化物及导电聚合物三类，其中以碳材料最具应用价值，它基于碳材料和电解液界面的“双电层”来存储能量。影响超级电容性能的主要因素包括比表面积、孔径分布、电导率、体积密度、表面官能团等。目前为止，有许多类型的碳材料被研究作为超级电容器电极材料，包括活性炭（Electrochem. Comm. 2008, 10, 1809; Electrochem. Comm. 2008, 10, 868; Electrochem. Comm. 2008, 10, 795），碳纳米管（Nat. Mater. 2006, 5, 987; Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 387; PNAS 2009, 106, 21491），模板碳（Adv. Mater. 2011, DOI: 10.1002/adma.201100984）以及石墨烯（Adv. Mater. 2011, 23, 2833；Science 2011, 332, 1537）。实践中发现上述碳材料作为超级电容器电极材料时循环寿命短；并且活性炭在较大功率充放电时表现不佳，碳管比电容不高，而模板碳和石墨烯的高制备及活化成本限制了它们的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高容量、循环稳定性好并且循环寿命长的纽扣型超级电容器。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种纽扣型超级电容器，包括封闭的壳体，设于壳体内的电芯和电解液，所述电芯自上而下依次由正极集流体、正极导电涂层、隔膜、负极导电涂层、负极集流体组成；所述的正极导电涂层和负极导电涂层均由碳基纳米笼导电层和粘结层复合而成。
所述的壳体由底壳和上盖连接而成，其连接处设有绝缘圈。
本实用新型采用碳基纳米笼作为导电层的电极材料，所得到的纽扣型超级电容器具有很高的比电容和很好的循环稳定性。本实用新型的纽扣型超级电容器的充放电电压范围是0 ~2.5 V，在小电流1 A g-1时比电容高达135 F/g。
本实用新型具有如下优点：
1、在较高充放电速率下仍能保持高性能，例如在100 A/g时电容为94 F/g，500 A/g时保持在82 F/g。
2、采用本实用新型得到的超级电容器在超高充放电速率下具有较好的稳定性，例如以100 A/g充放电时，电容在头2000周下降约10%，而在接下来的8000周内保持几乎不变。
3、本实用新型得到的超级电容器在保持一个实用超级电容器所需的能量密度（11-15 Wh/kg）的前提下达到了超高的功率密度（7.5×105 W/kg）。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1为负极集流体，2为正极集流体，3为隔膜，4为电解液，5为绝缘圈，6为上盖，7为负极导电涂层，8为底壳，9为正极导电涂层。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
参见图1，一种纽扣型超级电容器，包括封闭的壳体，设于壳体内的电芯和电解液4，电解液4填充在壳体与电芯之间的空腔内；所述电芯自上而下依次由正极集流体2、正极导电涂层9、隔膜3、负极导电涂层7、负极集流体1组成；所述的正极导电涂层9和负极导电涂层7均由碳基纳米笼导电层和粘结层复合而成。
所述的壳体由底壳8和上盖6连接而成，其连接处设有绝缘圈5。
本实用新型所述纽扣型超级电容器的制备方法如下：
1）制备碳基纳米笼电极极片
将一定质量的碳基纳米笼超声分散于去离子水中，磁力搅拌，制得碳基纳米笼悬浊液。取一定量的上述悬浊液滴加至正极或负极集流体上，在空气中完全干燥后，将Nafion溶液滴加于碳基纳米笼悬浊液上作为粘结剂，之后再次在真空中干燥，即制得正极极片或负极极片。
2）纽扣型超级电容器的组装
将正极极片和负极极片以含有碳基纳米笼的那一面相对，中间以隔膜相隔，压紧，形成了一种“三明治”式结构，即电芯；之后将有机电解液以注射的方式注入壳体与电芯之间的空腔内，装好绝缘圈、底壳和上盖，即制得纽扣型超级电容器器件。
Claims (2)
1.一种纽扣型超级电容器，包括封闭的壳体，设于壳体内的电芯和电解液，其特征在于所述电芯自上而下依次由正极集流体、正极导电涂层、隔膜、负极导电涂层、负极集流体组成；所述的正极导电涂层和负极导电涂层均由碳基纳米笼导电层和粘结层复合而成。
2.根据权利要求1所述的纽扣型超级电容器，其特征在于所述的壳体由底壳和上盖连接而成，其连接处设有绝缘圈。
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|---|---|---|---|---|
| CN106653397A (zh) * | 2016-12-18 | 2017-05-10 | 安徽凯普卢森新能源科技股份有限公司 | 一种低内阻、高比能石墨烯基纽扣式超级电容器的制备方法 |
| CN107230557A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 华北电力大学（保定） | 一种扣式超级电容 |
| CN107910461A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-13 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 一种二次电池、封装结构及其封装方法 |
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