一种自支撑结构的电极及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种自支撑结构的电极及其制备和应用。所述电极包括导电集流体、电极活性材料；电极活性材料以纳米棒阵列的形式原位生长于导电集流体表面，其中，电极活性材料为碳量子点包覆的金属氧化物，其在电极上的担量为0.5-30mg/cm

Self supporting structure electrode, preparation and application thereof

The invention discloses an electrode with a self-supporting structure, a preparation and an application thereof. The electrode comprises a conductive collector, electrode active material; electrode active material in the form of in situ nanorod arrays grown in the conductive surface of the current collector, wherein the electrode active material for metal oxide carbon quantum dots coated on the electrode, the load is 0.5-30mg/cm

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑结构的电极及其制备和应用
本专利技术涉及超级电容器领域，尤其涉及超级电容器电极材料及其制备方法。
技术介绍
超级电容器是一种介于电池与传统静电容器之间的新概念能量储存器件，它具有更高的比电容，可储存的能量密度为传统静电容器的10倍以上，而与电池相比，超级电容器具有更大的功率密度，且充放电效率高、循环寿命长等特性。由于具有以上诸多的优越性，超级电容器技术的开发一直受到研究者的追捧。但是，超级电容器所面临的主要问题是能量密度比较低。电极材料的电化学活性直接决定器件的电容性能，因此，活性电极材料的开发便成为超级电容器研究和应用的重点。用于超级电容器的电极材料包括碳材料、金属氧化物、导电聚合物三大类。碳材料电极通过电解液与电极的界面处形成的双电层存储能量；金属氧化物及导电聚合物材料电极则通过快速可逆的氧化还原反应获得法拉第电容。法拉第电容一般远大于双电层电容。尽管贵金属氧化物具有较好的法拉第电容，但其昂贵的价格和剧毒性大大制约其作为超级电容器电极材料的应用。研究者尝试采用不同方法制备过渡金属氧化物来替代贵金属氧化物。由于法拉第电容反应主要发生在材料表层，具有较高比表面的材料将具有更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自支撑结构的电极，其特征在于：所述电极包括导电集流体、电极活性材料；电极活性材料以纳米棒阵列的形式原位生长于导电集流体表面，其中，电极活性材料为碳量子点包覆的金属氧化物，其在电极上的担量为0.5‑30mg/cm

【技术特征摘要】
1.一种自支撑结构的电极，其特征在于：所述电极包括导电集流体、电极活性材料；电极活性材料以纳米棒阵列的形式原位生长于导电集流体表面，其中，电极活性材料为碳量子点包覆的金属氧化物，其在电极上的担量为0.5-30mg/cm2，其中优选1-10mg/cm2。2.权利要求1所述的自支撑结构的电极，其特征在于：所述导电集流体为碳布、碳纸、镍网、铜网、钛网中的一种，其厚度为10μm-1mm，孔隙率为10-90％。3.权利要求1所述的自支撑结构的电极，其特征在于：所述电极活性材料为碳量子点包覆的金属氧化物纳米棒阵列；其中，碳量子点粒径0.7-5nm,晶面间距为0.1-0.5nm，孔径范围为0.7-3nm；金属氧化物纳米棒阵列直径为8-50nm,长度为0.5-2μm。4.权利要求1或3所述的自支撑结构的电极，其特征在于：所述碳量子点与金属氧化物的质量比为(1:99)～(10:90)。5.权利要求1或3所述的自支撑结构的电极，其特征在于：所述金属氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化锰、氧化铁、氧化锌、氧化铜中的一种或二种以上。6.一种权利要求1-5任一所述的自支撑结构的电极的制备方法，其特征在于：所述自支撑结构电极可按如下过程制备而成：1)取所需金属氧化物对应的盐与六次甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王美日，张华民，张洪章，黄安然，刘翠连，李先锋，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21