【技术实现步骤摘要】
三元复合柔性电极、柔性超级电容器及它们的制备方法和装置
本申请属于电极材料与新能源领域。具体而言,本申请涉及三元复合柔性电极、柔性超级电容器及它们的制备方法和装置。
技术介绍
近年来,在电子设备小型化的浪潮中,小型便携式电子设备,尤其是智能可穿戴式设备,如雨后春笋般出现在市场上。电子设备的小型化和功能多元化必然对可集成便携式供能器件提出了新的要求,即:在具有良好性能的前提下,供能器件必须同步地实现紧凑化及主要结构柔性化。目前,主流的电化学供能器件为锂离子电池。相较于小型化电子设备的耗电速率,以锂离子电池为供能器件的电子设备续航时间有限。同时,该种电池充放电循环寿命普遍不长,安全性较差,且无法胜任大功率使用场景,同时不可机械变形。而超级电容器作为一种基于双电层电容或者法拉第赝电容原理的储能器件,其循环寿命超过传统锂离子电池的10倍,具有10倍甚至100倍于传统锂离子电池的快速充放电能力,且高度兼容柔性基底。超级电容器的电极材料通常涉及碳材料、导电聚合物及金属(氢)氧化物。碳材料的循环稳定性及倍率性能优异,但比电容偏低,导致其能量密度低下;相反,导电聚合物及金属(氢) ...
【技术保护点】
1.三元复合柔性电极,其包含:柔性基底,以及所述基底上的碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合电极材料;其中所述导电聚合物、金属氧化物和金属氢氧化物均具有赝电容特性。
【技术特征摘要】
1.三元复合柔性电极,其包含:柔性基底,以及所述基底上的碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合电极材料;其中所述导电聚合物、金属氧化物和金属氢氧化物均具有赝电容特性。2.如权利要求1所述的三元复合柔性电极,其中所述柔性基底的两个表面上均具有碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合电极材料。3.如权利要求1或2所述的三元复合柔性电极,其中所述三元复合为涂布碳材料、电沉积导电聚合物以及电沉积金属氧化物或氢氧化物从而分层制备多层复合材料薄膜。4.制备三元复合柔性电极的方法,所述方法为:使用碳材料给体在柔性基底上进行涂布,得到一元碳材料柔性电极;在所述一元碳材料柔性电极表面电沉积导电聚合物,得到碳材料/导电聚合物二元复合柔性电极;在所述二元复合柔性电极上电沉积金属氧化物或氢氧化物,得到碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合柔性电极;以及任选地,清洗制得的碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合柔性电极;其中所述导电聚合物、金属氧化物和金属氢氧化物均具有赝电容特性。5.如权利要求4所述的方法,其中在所述柔性基底的两个表面上均进行碳材料的涂布、导电聚合物的电沉积及金属氧化物或氢氧化物的电沉积。6.如权利要求4所述的方法,其中所述方法为连续式的制备方法,其进一步包括:在所述碳材料涂布完成后,传送所述一元碳材料柔性电极至导电聚合物电沉积装置;以及在所述导电聚合物的电沉积完成后,连续传送所述二元复合柔性电极至金属氧化物或氢氧化物电沉积装置。7.柔性超级电容器,其包含如权利要求1-3中任一项所述的三元复合柔性电极或根据权利要求4-6中任一项所述的方法制得的三元复合柔性电极。8.制备柔性超级电容器的方法,所述方法包括:使用碳材料给体在作为隔膜的柔性基底上进行双面涂布,得到一元碳材料柔性电极;在所述一元碳材料柔性电极双面上电沉积导电聚合物,得到碳材料/导电聚合物二元复合柔性电极;在所述二元复合柔性电极双面上电沉积金属氧化物或氢氧化物,以在柔性基底的正反两个表面上分别形成碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合正极以及碳材料/导电聚合物/金属氧化物或氢氧化物三元复合负极,得到柔性超级电容器;以及任选地,清洗并收集制得的柔性超级电容器;其中所述导电聚合物、金属氧化物和金属氢氧化物均具有赝电容特性。9.如权利要求8所述的方法,其中所述方法为连续式的制备方法,其进一步包括:在所述碳材料涂布完成后,传送所述一元碳材料柔性电极至导电聚合物电沉积装置;以及在所述导电聚合物的沉积完成后,连续传送所述二元复合柔性电极至金属氧化物或氢氧化物电沉积装置。10.如权利要求4-6、8-9中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员:张立,陆思,王儒涛,张亚斌,王世杰,
申请(专利权)人:香港中文大学,
类型:发明
国别省市:中国香港,81
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