高循环石墨烯基纽扣式超级电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器及其制备方法，该制备方法包括：1）将活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO

High cycle graphene based button type supercapacitor and preparation method thereof

The invention discloses a high circulation graphene based button type super capacitor and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: (1) the active carbon, graphene a, conductive carbon black, adhesive and ReO;

【技术实现步骤摘要】
高循环石墨烯基纽扣式超级电容器及其制备方法
本专利技术涉及纽扣式超级电容器，具体地，涉及高循环石墨烯基纽扣式超级电容器及其制备方法。
技术介绍
目前，纽扣式超级电容器是一种新型的高效储能器件，具有电流响应时间短、充放电电流大、充放电效率高、宽工作温度范围、循环使用寿命长以及绿色环保等优点，使得其在工业电子、消费类电子器件、UPS、电动玩具、行车记录仪等领域得到了广泛的应用。现阶段，纽扣式超级电容器主要采用如下工艺制备：将导电胶分别滴加在正负极外壳内侧，然后将一定尺寸的正负极片粘结在外壳上，同时正负电极间通过隔膜进行分离，最后组装成纽扣式超级电容器。但是，实际使用过程由于导电胶、外壳金属、电极片三者属于不同物质的界面接触，纽扣式超级电容器在使用过程中容易出现接触电阻较高、比能量低、循环使用寿命有限等缺陷，进而使得纽扣式超级电容器领域的大规模应用受到了很大程度的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器及其制备方法，通过该方法制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有优异的比电容和循环稳定性，同时该制备方法工序简单，原料易得。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器的制备方法，包括：1）将活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料混合、碾压、冲压制成正电极片和负电极片；2）将导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料与水混合以制得导电胶液；3）将导电胶液制成隔膜，再将导电胶液滴加至电极外壳的内侧，接着将正电极片、负电极片分别对应安装于正、负电极外壳上且正电极片、负电极片的内缘接触有导电胶液，然后将组装后的正、负电极进行真空干燥处理，再接着将电解液盐滴加至负极上，最后将正极、隔膜、负极按照自上而下的顺序进行封装以制得高循环石墨烯基纽扣式超级电容器；其中，在步骤1）中，活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：1.5-3：11-15：4-8：1.4-1.9；在步骤2）中，导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：6-9：11-17：3-10：0.4-0.8；导电胶液满足以下条件：固含量为15-20wt%，黏度为4200-5000cps；ReO3@NiCo2O4复合材料中NiCo2O4与ReO3的摩尔比为0.05-0.2：1。本专利技术还提供了一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器，该高循环石墨烯基纽扣式超级电容器通过上述的制备方法制备而得。在上述技术方案中，本专利技术通过各步骤以及各原料的协同作用使得制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有优异的比电容和循环稳定性，同时该制备方法工序简单，原料易得。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器的制备方法，包括：1）将活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料混合、碾压、冲压制成正电极片和负电极片；2）将导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料与水混合以制得导电胶液；3）将导电胶液制成隔膜，再将导电胶液滴加至电极外壳的内侧，接着将正电极片、负电极片分别对应安装于正、负电极外壳上且正电极片、负电极片的内缘接触有导电胶液，然后将组装后的正、负电极进行真空干燥处理，再接着将电解液盐滴加至负极上，最后将正极、隔膜、负极按照自上而下的顺序进行封装以制得高循环石墨烯基纽扣式超级电容器；其中，在步骤1）中，活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：1.5-3：11-15：4-8：1.4-1.9；在步骤2）中，导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：6-9：11-17：3-10：0.4-0.8；导电胶液满足以下条件：固含量为15-20wt%，黏度为4200-5000cps；ReO3@NiCo2O4复合材料中NiCo2O4与ReO3的摩尔比为0.05-0.2：1。在本专利技术的步骤1）中，活性炭的具体要求可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，在步骤1）中，活性炭至少满足以下条件：比表面积为1600-2100m2/g，表面官能团含量低于0.1meq/g，灰分含量低于0.1wt%。在本专利技术的步骤1）中，石墨烯a的具体要求可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，在步骤1）中，石墨烯a至少满足以下条件：层数为3-10层，导电率大于100S/cm，比表面积大于200m2/g，杂质含量低于0.1wt%。在本专利技术的步骤1）中，混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，在步骤1）中，混合至少满足以下条件：混合温度为55-70℃，采用搅拌的方式进行，搅拌的转速为3000-5000rpm。在本专利技术的步骤2）中，石墨烯b的具体要求可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，在步骤2）中，石墨烯b至少满足以下条件：单层石墨烯，导电率大于5000S/cm，比表面积小于100m2/g，杂质含量低于0.1wt%。在本专利技术的步骤2）中，分散剂的具体要求可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，分散剂为纤维素类化合物的水溶液；更优选地，分散剂为羟甲基纤维素钠水溶液，并且满足：黏度为300-800cps，固含量不大于3wt%。在本专利技术中，粘结剂的具体要求可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，粘结剂选自聚四氟乙烯、丁苯橡胶和丁苯橡胶中的至少一种。在本专利技术中，电解液盐的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的石墨烯基纽扣式超级电容器具有更优异的比电容和循环稳定性，优选地，在步骤3）中，电解液盐选自四氟硼酸四乙基季胺盐（TEA-BF4），季铵盐四氟硼酸三乙基甲基铵盐（TEMA-BF4）和双吡咯烷螺环季铵盐（SBP-BF4）中的至少一种。本专利技术还提供了一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器，该高循环石墨烯基纽扣式超级电容器通过上述的制备方法制备而得。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。制备例1以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。制备例11）先将2mmol氯化铼、4mmol氟化铵、10mmol尿素和30mL去离子水搅拌均一转入反应釜中，再向釜中加入一块用盐酸处理好的泡沫镍（0.2-0.3g）并于100℃下反应10h、清洗、于60℃下干燥12h、于320℃下退火2h后即得ReO3单体；2）将0.2mmol六水合硝酸镍、0.4mmol六水合硝酸钴及4mmol六亚甲基四胺溶于乙醇水溶液中（含10ml乙醇和5ml去离子水）于25℃下搅拌40min以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器的制备方法，其特征在于，包括：1）将活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO

【技术特征摘要】
1.一种高循环石墨烯基纽扣式超级电容器的制备方法，其特征在于，包括：1）将活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料混合、碾压、冲压制成正电极片和负电极片；2）将导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料与水混合以制得导电胶液；3）将所述导电胶液制成隔膜，再将所述导电胶液滴加至电极外壳的内侧，接着将所述正电极片、负电极片分别对应安装于正、负电极外壳上且所述正电极片、负电极片的内缘接触有所述所述导电胶液，然后将组装后的正、负电极进行真空干燥处理，再接着将电解液盐滴加至负极上，最后将正极、隔膜、负极按照自上而下的顺序进行封装以制得所述高循环石墨烯基纽扣式超级电容器；其中，在步骤1）中，活性炭、石墨烯a、导电炭黑、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：1.5-3：11-15：4-8：1.4-1.9；在步骤2）中，所述导电炭黑、石墨烯b、分散剂、粘结剂、ReO3@NiCo2O4复合材料的重量比为100：6-9：11-17：3-10：0.4-0.8；所述导电胶液满足以下条件：固含量为15-20wt%，黏度为4200-5000cps；所述ReO3@NiCo2O4复合材料中NiCo2O4与ReO3的摩尔比为0.05-0.2：1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述活性炭至少满足以下条件：比表面积为1600-2100m2/g，表面官能团含量低于0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李权，
申请(专利权)人：安徽凯普卢森新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34