基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置制造方法及图纸

技术编号:11227212 阅读:106 留言:0更新日期:2015-03-28 02:16
基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置,涉及一种超级电容器装置。是要解决现有的基于石墨烯薄膜-碳纳米管阵列复合电极的超级电容器的碳纳米管根部容易断裂,力学性能较差的问题。该装置包括第一超级电容器单元、第二超级电容器单元和外壳,第一超级电容器单元包括集电极A、集电极C、石墨烯-碳纳米管复合材料电极和隔膜A,第二超级电容器单元包括集电极B、集电极C、石墨烯-碳纳米管复合材料电极和隔膜B,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元共用集电极C,所述石墨烯-碳纳米管复合材料电极包括基底和梳齿,基底和梳齿为一体结构。本实用新型专利技术既增强了电极的力学性能,又可提高电荷的存储能力。用于电容器领域。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置
本技术涉及一种超级电容器装置。
技术介绍
超级电容器是具有高比能量和高比功率的新型储能器件,与传统电容器相比在瞬间大电流充放电、工作温度范围宽和无污染等方面优势明显,因此,被广泛应用于航空航天、新能源汽车和生物传感技术等众多领域。超级电容器中,电极材料是关键,其主要性能指标,常用的电极材料有多孔碳材料、金属氧化物和导电聚合物,目前多孔碳材料的研宄最为成熟。随着碳材料多孔结构的尺寸的降低,超级电容器电极的比表面积和双电层电量有了更尚的提升。 现有的基于石墨烯薄膜-碳纳米管阵列复合电极的超级电容器由于具有碳纳米管阵列,有效提高了复合电极与电解液比表面积,提高了复合电极的电荷吸附能力。但是由于碳纳米管阵列是生长在石墨烯薄膜表面的,因此根部容易断裂,力学性能较差。
技术实现思路
本技术是要解决现有的基于石墨烯薄膜-碳纳米管阵列复合电极的超级电容器的碳纳米管根部容易断裂,力学性能较差的问题,提供一种基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置。 本技术基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置包括第一超级电容器单元、第二超级电容器单元和外壳,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元外侧设置外壳,第一超级电容器单元包括集电极A、集电极C、石墨烯-碳纳米管复合材料电极和隔膜A,集电极A和集电极C对称设置于第一超级电容器单元两端,集电极A和集电极C的表面分别设有石墨烯-碳纳米管复合材料电极,第一超级电容器单元中间设置有隔膜A,隔膜A将第一超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第二超级电容器单元包括集电极B、集电极C、石墨烯-碳纳米管复合材料电极和隔膜B,集电极B和集电极C对称设置于第二超级电容器单元两端,集电极B和集电极C的表面分别设有石墨烯-碳纳米管复合材料电极,第二超级电容器单元中间设置有隔膜B,隔膜B将第二超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元共用集电极C,所述石墨烯-碳纳米管复合材料电极包括基底和梳齿,基底和梳齿为一体结构。 本技术的原理: 电解液提供电荷,充电时,将外加电源接入集电极,在石墨烯-碳纳米管复合材料与电解液界面处出现稳定的符号相反的双层电荷,一个电极的电位升高,一个电极的电位下降,将电荷存储于超级电容器中;放电时,负载与集电极连接,石墨烯-碳纳米管复合材料与电解液界面处电荷通过外围负载电路释放,并使两个极板电位恢复平衡。 本技术的有益效果: 本技术采用并联“叉指”结构,利用三电极的链接方法将超级电容器设计成并联,提高超级电容器的功率特性。本技术采用石墨烯-碳纳米管复合材料作为电极,其表面梳齿结构由刻蚀的方法获得,石墨烯-碳纳米管复合材料为一体结构,梳齿根部牢固,不易断裂,既可以有效的提高电极与电解液比表面积,又提高了碳电极的机械强度,既增强了电极的力学性能,又可提尚电荷的存储能力。 【附图说明】 图1为本技术超级电容器装置的结构示意图。 【具体实施方式】 [0011 ] 本技术技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】,还包括各【具体实施方式】间的任意组合。 【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式,本实施方式基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置包括第一超级电容器单元、第二超级电容器单元和外壳3,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元外侧设置外壳3,第一超级电容器单元包括集电极A4、集电极C5、石墨烯-碳纳米管复合材料电极6和隔膜A7,集电极A4和集电极C5对称设置于第一超级电容器单元两端,集电极A4和集电极C5的表面分别设有石墨烯-碳纳米管复合材料电极6,第一超级电容器单元中间设置有隔膜A7,隔膜A7将第一超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第二超级电容器单元包括集电极B8、集电极C5、石墨烯-碳纳米管复合材料电极6和隔膜B9,集电极B8和集电极C5对称设置于第二超级电容器单元两端,集电极B8和集电极C5的表面分别设有石墨烯-碳纳米管复合材料电极6,第二超级电容器单元中间设置有隔膜B9,隔膜B9将第二超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元共用集电极C5,所述石墨烯-碳纳米管复合材料电极6包括基底和梳齿,基底和梳齿为一体结构。 【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:集电极A4和集电极B8通过第一电极引线10连接,集电极C5与第二电极引线11连接。其它与【具体实施方式】一相同。 【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:石墨烯-碳纳米管复合材料电极6的梳齿部分与腔室内的电解液接触。其它与【具体实施方式】一或二相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于石墨烯‑碳纳米管复合材料的超级电容器装置,其特征在于该超级电容器装置包括第一超级电容器单元、第二超级电容器单元和外壳(3),第一超级电容器单元和第二超级电容器单元外侧设置外壳(3),第一超级电容器单元包括集电极A(4)、集电极C(5)、石墨烯‑碳纳米管复合材料电极(6)和隔膜A(7),集电极A(4)和集电极C(5)对称设置于第一超级电容器单元两端,集电极A(4)和集电极C(5)的表面分别设有石墨烯‑碳纳米管复合材料电极(6),第一超级电容器单元中间设置有隔膜A(7),隔膜A(7)将第一超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第二超级电容器单元包括集电极B(8)、集电极C(5)、石墨烯‑碳纳米管复合材料电极(6)和隔膜B(9),集电极B(8)和集电极C(5)对称设置于第二超级电容器单元两端,集电极B(8)和集电极C(5)的表面分别设有石墨烯‑碳纳米管复合材料电极(6),第二超级电容器单元中间设置有隔膜B(9),隔膜B(9)将第二超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第一超级电容器单元和第二超级电容器单元共用集电极C(5),所述石墨烯‑碳纳米管复合材料电极(6)包括基底和梳齿,基底和梳齿为一体结构。...

【技术特征摘要】
1.基于石墨烯-碳纳米管复合材料的超级电容器装置,其特征在于该超级电容器装置包括第一超级电容器单元、第二超级电容器单元和外壳(3),第一超级电容器单元和第二超级电容器单元外侧设置外壳(3),第一超级电容器单元包括集电极A (4)、集电极C (5)、石墨烯-碳纳米管复合材料电极(6)和隔膜A (7),集电极A (4)和集电极C (5)对称设置于第一超级电容器单元两端,集电极A(4)和集电极C(5)的表面分别设有石墨烯-碳纳米管复合材料电极(6),第一超级电容器单元中间设置有隔膜A(7),隔膜A(7)将第一超级电容器单元分隔成两个腔室,每个腔室内都装有电解液,第二超级电容器单元包括集电极B (8)、集电极C (5)、石墨烯-碳纳米管复合材料电极(6)和隔膜B (9),集电极B (8)和集电极C ...

【专利技术属性】
技术研发人员:王振华邵晶乔文静李冰金东强李佳林
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学
类型:新型
国别省市:黑龙江;23

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