富勒烯超级电容电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种富勒烯超级电容电池，包括有正极板、负极板、介于正、负极板之间的隔板和电解液，所述的正、负极板均是由活性炭负载于镍片上制成的，所述的隔板是由高分子片状物质制成的，所述的电解液是富勒烯极性水溶液。本发明专利技术还公开了一种富勒烯超级电容电池的制备方法。本发明专利技术富勒烯超级电容电池，具有大幅度提高电池电容量、工作安全、回收容易的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域，尤其是涉及一种富勒烯超级电容电池及其制备方法。
技术介绍
电池是化学能与电能相互转换的装置，本身是非常环保的产品。当前的瓶颈在于大容量交通能源电池上，目前最好的锂电池的电容量也是在≤140毫安小时/克，要完成大功率长时间放电，电池的重量很重，如比亚迪电池，跑70公里要携带电池的重量一吨多，而汽油车耗油不到50kg。政府采取鼓励措施，也很难在市场拓展开来。此外，电池老化回收是一个老大难，因为电解液极板均是污染的化学物质，并且工作安全诸种原因限制了电池的发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种富勒烯超级电容电池，该电池是用高活性、高刚性、高极性富勒烯衍生物作为电池活性物质，使电池电容量大幅度提高的一种新电池产品，适用交通能源电池、电动自行车电池和手机等微型电池。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种富勒烯超级电容电池的制备方法。为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用的技术方案是：富勒烯超级电容电池，包括有正极板、负极板、介于正、负极板之间的隔板和电解液，所述的正、负极板均是由活性炭负载于镍片上制成的，所述的隔
板是由高分子片状物质制成的，所述的电解液是富勒烯极性水溶液。所述的富勒烯极性水溶液包括有下述组份：富勒烯、KOH和H2O。所述的富勒烯极性水溶液的各组份的配如下：H2O为500g，KOH以1.5％W/W加入，富勒烯以2/10万W/W加入。正极生成C60(OH)12，负极生成H6K6C60。所述的正、负极板高均为122mm、宽为79mm。所述的正极为双板。将单体的富勒烯超级电容电池12个～14个串联形成48V±0.5，共1500～1600组并联，分三层，每层500组～530组并联，形成车用富勒烯超级电容电池。富勒烯超级电容电池的制备方法，包括如下步骤：①将水置于密封槽中，再将KOH物质加入槽中，为水溶液1.5％，则水分子变为单个水分子结构，②将富勒烯加入，逐渐形成富勒烯C60(OH)12、H6K6C60，多余水分子团逐渐消失，形成单体OH，H结构；③化成，通以5V电，在阴极逐渐堆积富勒氢钾，在阳极逐渐堆积富勒烯醇，富勒烯与极板杂化，同时，正负活性物质将工质感应成双极电容器。本专利技术所具有的优点与效果是：本专利技术富勒烯超级电容电池，具有大幅度提高电池电容量、工作安全、回收容易的优点。附图说明图1为本专利技术富勒烯超级电容电池的结构图；图2为电流特性图；图3为单板双极电容功率特性图。具体实施方式如图1所示，本专利技术富勒烯超级电容电池，包括有正极板1、负极板2、介于正、负极板之间的隔板4和电解液3，所述的正、负极板均是由活性炭负载于镍片上制成的，所述的隔板是由高分子片状物质制成的，如聚乙烯、聚丙烯微孔膜等，可采用单层聚乙烯或单层聚丙烯或聚乙烯、聚丙烯复合板。所述的电解液是富勒烯极性水溶液。所述的正、负极板高均为122mm、宽为79mm。所述的正负极为均为双极。因为正极感应成正负极，负极感应成负正极，因此称为双极。富勒烯超级电容电池的制备方法，包括如下步骤：第一步：将水置于密封槽中，再将相应KOH物质加入槽中(为水溶液1.5％)，则水分子即变为单个水分子结构。第二步：将富勒烯加入，由于常温下富勒烯具有氧化、还原反应，逐渐形成富勒烯C60(OH)12、H6K6C60，而多余水分子团逐渐消失，形成单体OH，H结构。第三步：化成，通以5V电。在阴极逐渐堆积富勒氢钾，在阳极逐渐堆积富勒烯醇，富勒烯与极板杂化。同时，正负活性物质将工质感应成双极电容器。所述的电解液的配置为：取水500g放置于原电池槽中，KOH以1.5％W/W加入，富勒烯以2/10万W/W加入，即形成合格的单体电池。通过试验，试验结果如图2所示，充电化成：5V，330毫安30秒充电，在
正极自然生成C60(OH)12活性物质，重量为17μg，在负极自然生成H6K6C60，重量为45μg，其余H+，K+，OH-，C60存在于电解液中。如图3所示，放电：4V，通过充电机器放电，成为2.4V，1分钟1.98V，2分钟1.8V，4分钟1.62V，6分钟1.52V，10分钟1.32V，12分钟1.2V，机器负载285mA。这种快速充放电充分表现出电容器充放电特征。本次试验之所以充放电很快，形成超级电容电池，主要得益超导流体2H+，O--，H6K6C60-C70，C60-C70(OH)122H+，O-是储量值，H6K6C60-C70和C60-C70(OH)12是电泳离子—超导流体在双极电压5V时，电泳离子很快<30秒，就聚集在正、负极，当卸压，加负载很快，又回到流体中，充放电加压只有4-5V，能量很小，而平均电流却很大285mA/45μ克摩尔的电流量，换算成标准式1267mA·h/g。同样的极板面积，比锂电池的极板容量大9倍。本专利技术富勒烯超级电容电池还可以组合成其它用途电池，如其它交通工具用电池、自行车电池、手机电池、蓄电池也属于本专利技术保护之例。下面以车用电池的组装为例进行说明：1.设计指标：功率130千瓦小时；运行公里数≥700公里；运行时间≥7小时；充电电压5V；放电电压4V，采用双极电容电池结构。尺寸:1.4米×0.5米×0.4米长方形外形，外壳为PVC；重量:约350kg左右。2.工艺方法步骤如下：①串联：将12个～14个单极电容电池串联形成48V±0.5。②并联：共1500～1600组并联，分三层:每层500组～530组并联，形成车用富勒烯超级电容电池。本文档来自技高网...

【技术保护点】
富勒烯超级电容电池，其特征在于：包括有正极板、负极板、介于正、负极板之间的隔板和电解液，所述的正、负极板均是由活性炭负载于镍片上制成的，所述的电解液是富勒烯极性水溶液。

【技术特征摘要】
1.富勒烯超级电容电池，其特征在于：包括有正极板、负极板、介于正、负极板之间的隔板和电解液，所述的正、负极板均是由活性炭负载于镍片上制成的，所述的电解液是富勒烯极性水溶液。2.根据权利要求1所述的富勒烯超级电容电池，其特征在于：所述的富勒烯极性水溶液包括有下述组份：富勒烯、KOH和H2O。3.根据权利要求2所述的富勒烯超级电容电池，其特征在于：所述的富勒烯极性水溶液的各组份的配如下：H2O为500g，KOH以1.5％W/W加入，富勒烯以2/10万W/W加入。4.根据权利要求1所述的富勒烯超级电容电池，其特征在于：正极生成C60(OH)12，负极生成H6K6C60。5.根据权利要求1所述的富勒烯超级电容电池，其特征在于：所述的正、负极板高均为122mm、宽为79mm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王方茂，
申请(专利权)人：王方茂，
类型：发明
国别省市：辽宁;21