一种超薄超级电容器制造技术

一种超薄超级电容器，其特征是：包括外壳、集流体、石墨烯电极材料、电解液、氟氧化石墨烯隔膜、电极接口，所述集流体包裹于外壳内对称两侧，所述集流体内侧沉积有石墨烯电极材料，所述石墨烯电极材料之间填充有电解液并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜分隔，所述电极接口一端与集流体相连，另一端与外电路相连。超薄超级电容器利用化学沉积石墨烯电极，使极片厚度大大降低，有效避免了石墨烯之间的团聚程度，从而提高了石墨烯比表面积利用率，提升超级电容器的储能密度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化学电源
，尤其涉及一种超薄超级电容器。
技术介绍
当前市场上各类电子产品趋向于更薄、更轻的方向发展，因此对于其中具有核心作用的储能电源也被迅速推向轻、薄的方向发展。储能电源主要是通过内部电极材料进行蓄电，而过薄的设计要求势必会减少电极中的活性材料用量，从而致使电源的蓄电容量降低。超薄储能电源由于结构设计特点会还会出现易折、易弯等问题，因此为了保障电源的储能特性，需要在电池发生弯折时隔膜能与两侧的电极材料保持良好的接触效果，并能容纳一定的电解质保障离子传导。石墨烯具有超大的比表面积和高电导率特性而被认为是超级电容器的理想电极材料，但石墨烯在化学法制备过程中由于片层之间存在的范德华力而发生团聚，降低了石墨烯表面的电化学活性和电荷存储能力。基于化学气相沉积法制得的石墨烯，可有效控制其沉积厚度而能降低石墨烯片层之间的团聚程度，提升其储能特性。同时，石墨烯可以不使用电极粘结剂，直接经气相沉积负载至集流体箔片表面制成电极，因此是超薄电极的最佳材料。石墨经过化学氧化、剥离即可得到表面富含含氧功能团、具有单层碳原子厚度的氧化石墨烯材料，经过氟化处理后其离子电导率会大大下降接近于绝缘体，但其表面却具有丰富的含氟、氧功能团，其保液能力液得到增强。因此以氟化的氧化石墨烯作为基底可设计具有高保液能力的隔膜，用于超薄电容器中既能保证隔膜的离子传导，又能提升其循环稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超薄超级电容器，从而解决上述
技术介绍
中的问题。本
技术实现思路
是通过以下技术方案实现的:一种超薄超级电容器，其特征是:包括外壳、集流体、石墨稀电极材料、电解液、氟氧化石墨稀隔膜、电极接口，所述集流体包裹于外壳内对称两侧，所述集流体内侧沉积有石墨烯电极材料，所述石墨烯电极材料之间填充有电解液并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜分隔，所述电极接口一端与集流体相连，一端与外电路相连。所述的集流体为铝箔、铜箔中的一种。所述的石墨烯电极材料为化学气相沉积法制备的石墨烯片。所述的电解液为无机盐水溶液、有机电解液中的一种。本技术的有益效果如下。本技术设计的超薄超级电容器，通过化学沉积法直接将石墨烯电极材料沉积于集流体金属箔片上制成电极，未使用粘结剂和导电剂，从而能使电极极片厚度大大降低，并有效避免了石墨烯之间的团聚程度，提高石墨烯比表面积利用率，显著提升其储能密度。氧化石墨烯经过氟化处理后，表面具有丰富的含氟、氧功能团，具有很强的保液能力，可有效粘附电极材料层保证离子传导，并能提升超级电容器的循环稳定性。【附图说明】图1为本技术的结构示意图。图1中所示:1、外壳；2、集流体；3、石墨烯电极材料；4、氟氧化石墨烯隔膜；5、电解液；6、电极接口。【具体实施方式】为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。—种超薄超级电容器，其特征是:包括外壳(I)、集流体(2)、石墨烯电极材料(3)、电解液(5)、氟氧化石墨烯隔膜(4)、电极接口(6)，所述集流体(2)包裹于外壳(I)内对称两侧，所述集流体(2)内侧沉积有石墨烯电极材料(3)，所述石墨烯电极材料(3)之间填充有电解液(5)并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜(4)分隔，所述电极接口(6) —端与集流体(I)相连，一端与外电路相连。所述的集流体(I)为铝箔、铜箔中的一种。所述的石墨烯电极材料(3)为化学气相沉积法制备的石墨烯片。所述的电解液(5)为无机盐水溶液、有机电解液中的一种。本技术采用石墨烯作为电极材料，其高的电导率和比表面积能够在超级电容器充放电过程中产生优异的电化学性能。通过化学沉积法直接将石墨烯沉积于集流体金属箔片上制成超薄超级电容器电极，由于未使用粘结剂和导电剂从而可以具有很小的厚度，并有效避免了石墨烯之间的团聚程度，使石墨烯电极能够保持高的电导率和大的比表面积利用率。因此，超薄超级电容器的石墨烯电极，在大大降低电极厚度的同时，还进一步提升了超级电容器的储能密度。氧化石墨烯由石墨经过化学氧化、剥离制备所得，其表面富含各类含氧功能团，可以在水热过程中与氢氟酸反应在表面产生含氟功能团。双氧水具有很强的氧化性，能够在水热反应中提升氢氟酸的氟化效果。当氢氟酸与双氧水比例为2:1时，氧化石墨烯发生氟化反应使表面富含最多的氟、氧官能团，进一步降低了氧化石墨烯的电导率。同时，丰富的表面官能团可以允许氧化石墨烯对各类电解液具有很强的保液能力，从而可以作为制备隔膜的一种良好基底。氟氧化石墨烯在8~10 mol/L的氢氧化钾强碱溶液中经过90~100 °(:的高温蚀刻造孔，可以使氟氧化石墨烯表面结构得到改善并能允许金属离子的迀移。氟氧化石墨烯在电解液中长时间浸泡会出现褶皱或裂痕而不能直接作为隔膜，但表面经过N-甲基吡咯烷酮溶解的聚偏氟乙烯高分子胶体涂覆并于30~100 °(:之间烘干成膜后，可有效提升氟氧化石墨烯膜的韧性，并能保证氟氧化石墨烯膜在高保液状态下的稳定性，从而可以提升超级电容器的循环稳定性。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术的精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内，本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。【主权项】1.一种超薄超级电容器，其特征是:包括外壳、集流体、石墨烯电极材料、电解液、氟氧化石墨烯隔膜、电极接口，所述集流体包裹于外壳内对称两侧，所述集流体内侧沉积有石墨烯电极材料，所述石墨烯电极材料之间填充有电解液并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜分隔，所述电极接口一端与集流体相连，一端与外电路相连。2.根据权利要求1所述的一种超薄超级电容器，其特征是:所述的集流体为铝箔、铜箔中的一种。3.根据权利要求1所述的一种超薄超级电容器，其特征是:所述的石墨烯电极材料为化学气相沉积法制备的石墨烯。4.根据权利要求1所述的一种超薄超级电容器，其特征是:所述的电解液为无机盐水溶液、有机电解液中的一种。【专利摘要】一种超薄超级电容器，其特征是：包括外壳、集流体、石墨烯电极材料、电解液、氟氧化石墨烯隔膜、电极接口，所述集流体包裹于外壳内对称两侧，所述集流体内侧沉积有石墨烯电极材料，所述石墨烯电极材料之间填充有电解液并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜分隔，所述电极接口一端与集流体相连，另一端与外电路相连。超薄超级电容器利用化学沉积石墨烯电极，使极片厚度大大降低，有效避免了石墨烯之间的团聚程度，从而提高了石墨烯比表面积利用率，提升超级电容器的储能密度。【IPC分类】H01G11/32, H01G11/86【公开号】CN204946729【申请号】CN201520538544【专利技术人】陈珺, 宋维鑫, 叶克份, 兰青, 黄雅亮, 皇甫锴犁, 王小文 【申请人】陈珺, 宋维鑫, 叶克份, 兰青, 黄雅亮, 王小文, 皇甫锴犁【公开日】2016年1月6日【申请日】2015年7月23日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超薄超级电容器，其特征是：包括外壳、集流体、石墨烯电极材料、电解液、氟氧化石墨烯隔膜、电极接口，所述集流体包裹于外壳内对称两侧，所述集流体内侧沉积有石墨烯电极材料，所述石墨烯电极材料之间填充有电解液并通过所述的氟氧化石墨烯隔膜分隔，所述电极接口一端与集流体相连，一端与外电路相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈珺，宋维鑫，叶克份，兰青，黄雅亮，皇甫锴犁，王小文，
申请(专利权)人：陈珺，宋维鑫，叶克份，兰青，黄雅亮，王小文，皇甫锴犁，
类型：新型
国别省市：湖南;43