CN208460575U - 一种石墨烯超级电容器电极 - Google Patents
一种石墨烯超级电容器电极 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208460575U CN208460575U CN201821208996.5U CN201821208996U CN208460575U CN 208460575 U CN208460575 U CN 208460575U CN 201821208996 U CN201821208996 U CN 201821208996U CN 208460575 U CN208460575 U CN 208460575U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- electrode
- super capacitor
- collector
- hollow carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种石墨烯超级电容器电极，包括电极片，所述电极片中间设有集流体，所述集流体的两侧均设有石墨烯涂覆层，所述石墨烯涂覆层的每个石墨烯例子之间均设有空心碳球，所述石墨烯涂覆层和空心碳球均通过粘结剂粘结在集流体的两侧。本实用新型通过在石墨烯片层和空心碳球的协同作用下，实现了提高了接触面积和提高了电导率，解决了超级电容器电极容量低、压实密度低及其导电率低的问题，提高了超级电容器电极能量的密度，延长了电极的使用寿命，提高了电极结构的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及超级电容器技术领域，尤其涉及一种石墨烯超级电容器电极。
背景技术
超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，超级电容器以其充放电寿命长、大电流充放电、电容量大、可任意并联增加电容量、工作温度范围宽、对环境友好而受到市场的肯定，而电极又是组成锂离子电池超级电容器的关键部分，并影响到超级电容器的容量、寿命及其安全性能，目前超级电容器电极主要采用在铜箔铝箔集流体表面涂覆活性炭、碳气凝胶、碳纳米管、石墨烯等材料，并经过裁片、辊压、制片等一系列工序制作而成，制作流程类似于锂离子电池制作流程，但是目前所生产出的电极使用寿命短，导电率低，克容量低，机械强度低，化学成分不稳定，生产成本高，为此，我们提出了一种石墨烯超级电容器电极来解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨烯超级电容器电极。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种石墨烯超级电容器电极，包括电极片，所述电极片中间设有集流体，所述集流体的两侧均设有石墨烯涂覆层，所述石墨烯涂覆层的每个石墨烯例子之间均设有空心碳球，所述石墨烯涂覆层和空心碳球均通过粘结剂粘结在集流体的两侧。
优选地，所述石墨烯涂覆层的石墨烯为片层堆积结构。
优选地，所述石墨烯片层层与层之间的间距0.8～1.0µm。
优选地，所述空心碳球的直径为0.3～0.8µm。
优选地，所述集流体采用双光铝箔制成，双光铝箔的厚度为8～12µm。
本实用新型中，首先将石墨烯原料与空心碳球采用干混方式在搅拌机中充分混合均匀，得到混合料A，在混合过程中，先把粘结剂中的N-甲基吡咯烷酮NMP、聚偏氟乙烯PVDF、聚丙烯酸酯类三元共聚物乳胶LA132部分材添加到混合料A之中，再搅拌1.5小时，再把粘结剂剩余部分材料添加到混合料A之中搅拌，得到混合材料B，将混合材料B抽真空后，采用锂电池涂布工艺把B材料涂覆在铝箔表面，干燥后就得到超级电容器电极，需要制作石墨烯超级电容器的时，石墨烯电极、隔膜均采用Z字形方式叠片，焊接极耳，贴极耳胶，采用铝塑膜封装，注入电解液，二次封装，这样一个软包的石墨烯超级电容器基本制作完成，在制作完成后，对石墨烯作为超级电容器电极的石墨烯超级电容器验证试验结果表明，该石墨烯超级电容器拥有电极单位质量的输出功率密度大于56.8kW/kg最大值为58.65kW/kg，单位质量能量密度也有63.1Wh/kg，这个数据相当于是采用活性炭电极的10倍左右，这是石墨烯电极的功劳，更是石墨烯超级电容器的特性，如果配合采用特定离子液体作为该石墨烯超级电容器的电解液时，该石墨烯超级电容器的能量密度会进一步提高到155.8Wh/kg，超级电容器电极在石墨烯片层中和空心碳球相互掺杂可以实现降低材料之间的孔隙的同时也在横纵交错的结构下更容易实现电荷的转移和存储，相应的也提高了材料的压实密度，况且空心碳球大小颗粒的合理分布又可以提高两种材料之间的接触面积提高其材料的电导率，减小电极自身的极化的情况，不但解决了超级电容器电极克容量低、压实密度低及其导电率低的问题，还具有克容量高、压实密度大的特性，有助于提高超级电容器电极能量密度，本实用新型通过在石墨烯片层和空心碳球的协同作用下，实现了提高了接触面积和提高了电导率，解决了超级电容器电极容量低、压实密度低及其导电率低的问题，提高了超级电容器电极能量的密度，延长了电极的使用寿命，提高了电极结构的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种石墨烯超级电容器电极的结构示意图。
图中：1集流体、2涂覆层、3空心碳球。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种石墨烯超级电容器电极，包括电极片，电极片中间设有集流体1，集流体1的两侧均设有石墨烯涂覆层2，石墨烯涂覆层2的每个石墨烯例子之间均设有空心碳球3，石墨烯涂覆层2和空心碳球3均通过粘结剂粘结在集流体1的两侧。
本实用新型中，石墨烯涂覆层2的石墨烯为片层堆积结构，于石墨烯拥有片层式的结构和空心碳球3之间可以产生空间结构上的协同作用，即超级电容器电极中石墨烯片层2中夹杂小粒径的空心碳球3，使其在增加比表面积的同时也可以减缓因大电流充放电过程中电极结构的不稳定性，亦可提高导电率增加超级电容器石墨烯电极的导电性和吸附电解液的能力，由此实现自身的小极化和长寿命，石墨烯片层层与层之间的间距0.8～1.0µm，空心碳球3的直径为0.3～0.8µm，集流体1采用双光铝箔制成，双光铝箔的厚度为8～12µm。
本实用新型中，首先将石墨烯原料与空心碳球3采用干混方式在搅拌机中充分混合均匀，得到混合料A，在混合过程中，先把粘结剂中的N-甲基吡咯烷酮NMP、聚偏氟乙烯PVDF、聚丙烯酸酯类三元共聚物乳胶LA132部分材添加到混合料A之中，再搅拌1.5小时，再把粘结剂剩余部分材料添加到混合料A之中搅拌，得到混合材料B，将混合材料B抽真空后，采用锂电池涂布工艺把B材料涂覆在铝箔表面，干燥后就得到超级电容器电极，需要制作石墨烯超级电容器时，石墨烯电极、隔膜均采用Z字形方式叠片，焊接极耳，贴极耳胶，采用铝塑膜封装，注入电解液，二次封装，这样一个软包的石墨烯超级电容器基本制作完成，在制作完成后，对石墨烯作为超级电容器电极的石墨烯超级电容器验证试验结果表明，该石墨烯超级电容器拥有电极单位质量的输出功率密度大于56.8kW/kg最大值为58.65kW/kg，单位质量能量密度也有63.1Wh/kg，这个数据相当于是采用活性炭电极的10倍左右，这是石墨烯电极的功劳，更是石墨烯超级电容器的特性，如果配合采用特定离子液体作为该石墨烯超级电容器的电解液时，该石墨烯超级电容器的能量密度会进一步提高到155.8Wh/kg，超级电容器电极在石墨烯片层中和空心碳球3相互掺杂可以实现降低材料之间的孔隙的同时也在横纵交错的结构下更容易实现电荷的转移和存储，相应的也提高了材料的压实密度，况且空心碳球3大小颗粒的合理分布又可以提高两种材料之间的接触面积提高其材料的电导率，减小电极自身的极化的情况，不但解决了超级电容器电极克容量低、压实密度低及其导电率低的问题，还具有克容量高、压实密度大的特性，有助于提高超级电容器电极能量密度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种石墨烯超级电容器电极，包括电极片，其特征在于，所述电极片中间设有集流体（1），所述集流体（1）的两侧均设有石墨烯涂覆层（2），所述石墨烯涂覆层（2）的每个石墨烯例子之间均设有空心碳球（3），所述石墨烯涂覆层（2）和空心碳球（3）均通过粘结剂粘结在集流体（1）的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯超级电容器电极，其特征在于，所述的石墨烯涂覆层（2）的石墨烯为片层堆积结构。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯超级电容器电极，其特征在于，所述石墨烯片层层与层之间的间距0.8～1.0µm。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯超级电容器电极，其特征在于，所述空心碳球（3）的直径为0.3～0.8µm。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯超级电容器电极，其特征在于，所述集流体（1）采用双光铝箔制成，双光铝箔的厚度为8～12µm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821208996.5U CN208460575U (zh) | 2018-07-28 | 2018-07-28 | 一种石墨烯超级电容器电极 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821208996.5U CN208460575U (zh) | 2018-07-28 | 2018-07-28 | 一种石墨烯超级电容器电极 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208460575U true CN208460575U (zh) | 2019-02-01 |
Family
ID=65178521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821208996.5U Active CN208460575U (zh) | 2018-07-28 | 2018-07-28 | 一种石墨烯超级电容器电极 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208460575U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110767468A (zh) * | 2018-07-28 | 2020-02-07 | 内蒙古欣源石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯超级电容器电极及其制备方法 |
-
2018
- 2018-07-28 CN CN201821208996.5U patent/CN208460575U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110767468A (zh) * | 2018-07-28 | 2020-02-07 | 内蒙古欣源石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯超级电容器电极及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4705566B2 (ja) | 電極材及びその製造方法 | |
| JP4535334B2 (ja) | 有機電解質キャパシタ | |
| KR101046098B1 (ko) | 커패시터용 분극성 전극 및 이를 포함하는 전기 이중층 커패시터 | |
| Liu et al. | Biomass-derived Activated Carbon for Rechargeable Lithium-Sulfur Batteries. | |
| JP2012133959A (ja) | 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池 | |
| CN103346293A (zh) | 锂离子电池负极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN105914378B (zh) | 一种锂离子电池负极极片及其制备方法，锂离子电池 | |
| CN102820136A (zh) | 一种高能量密度超级电容 | |
| CN103680972A (zh) | 一种高能量高功率密度的锂离子超级电容器及其组装方法 | |
| CN104795559A (zh) | 一种高能量密度的锂离子动力电池 | |
| Li et al. | Carbon electrode with conductivity improvement using silver nanowires for high-performance supercapacitor | |
| CN103247779A (zh) | 一种电化学活性极片的制作方法 | |
| CN104332608A (zh) | 一种锂离子电池硅复合负极材料及其制备方法 | |
| KR20110003867A (ko) | 커패시터용 전극 및 이를 포함하는 전기 이중층 커패시터 | |
| CN203552954U (zh) | 锂离子电容器用预嵌锂装置 | |
| CN203562322U (zh) | 一种用于锂离子电容器的预嵌锂装置 | |
| JP2014064030A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| CN208460575U (zh) | 一种石墨烯超级电容器电极 | |
| Peng et al. | Hierarchical porous biomass activated carbon for hybrid battery capacitors derived from persimmon branches | |
| CN105047418A (zh) | 一种钛酸锂基锂离子电容器 | |
| CN101923962A (zh) | 一种活性碳电极和包括该电极的超级电容器 | |
| CN105552379A (zh) | 碳纳米管纸为集流体的硅负极锂离子电池制备方法 | |
| CN102386440A (zh) | 一种大功率高安全性锂离子二次电池及其制备方法 | |
| CN110767468A (zh) | 一种石墨烯超级电容器电极及其制备方法 | |
| CN111653436B (zh) | 一种炭气凝胶/石墨烯薄膜在柔性超级电容器中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 012400 factory area of yuanhuacheng company, building materials chemical industry park, youyoubai Town, Chahar, Wulanchabu City, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: Inner Mongolia Xinyuan graphene Technology Co.,Ltd. Address before: 012400 the Inner Mongolia Autonomous Region Wulanchabu city Chahar Right Banner white town building materials chemical industry park Hua Yuan company factory Patentee before: INNER MONGOLIA XIN YUAN GRAPHENE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |