【技术实现步骤摘要】
一种钾离子微型混合电容器的制备方法和电极材料
本专利技术专利属于高比能超级电容器领域，具体涉及一种钾离子微型混合电容器的电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着社会的不断发展，人们对电子产品的功能需求也在不断的提高，电子产品也迎来了高速发展时期。例如智能手机、平板电脑，智能机器人，电子手表以及各类可穿戴设备等都不断的朝着小型化和柔性化的趋势发展。但是这些逐渐趋于小型化和柔性化的自供电电子产品也面临着电源的问题。因此，各种尺度的电化学储能装置成为小型化和柔性化智能和集成电子产品的关键电源，如人体传感器、微型机器人等自供电的微系统。目前的各种先进储能设备主要以锂离子电池和电容器为主，但是其有限的锂资源也激发了人们开发其它储能设备的热情。钾离子由于其资源丰富，以及与锂离子较为接近的氧化还原电位成为人们研究的热点。然而钾离子储能器件也面临着一些挑战，例如钾离子(0.138纳米)比锂离子(0.076纳米)尺寸大，使得钾离子在电极材料中插入/脱出的动力学缓慢，导致电极材料的低容量和较差的循环稳定性以及倍率性能。Ti基化合物可...
【技术保护点】
1.一种钾离子微型混合电容器的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：/n(1)将聚氧化乙烯和PVDF-HFP加入到有机溶剂中，在40-80℃下搅拌18-24h，得到微孔聚合物电解质；/n其中，每5-15ml有机溶剂加20-50mg的聚氧化乙烯、800-1000mg的PVDF-HFP；/n(2)向去离子水中加入钛酸钾@石墨复合物作为电容器负极活性物质，配制成浓度为0.4-1mg/ml的混合液，再向其中加入一定量的碱化MXene溶液、导电炭黑(CB)作为导电剂、羧甲基纤维素(CMC)作为粘结剂，制备出负极电极材料混合液；/n其中，钛酸钾@石墨复合物、碱化MXene、CB、CMC...
【技术特征摘要】
1.一种钾离子微型混合电容器的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：
(1)将聚氧化乙烯和PVDF-HFP加入到有机溶剂中，在40-80℃下搅拌18-24h，得到微孔聚合物电解质；
其中，每5-15ml有机溶剂加20-50mg的聚氧化乙烯、800-1000mg的PVDF-HFP；
(2)向去离子水中加入钛酸钾@石墨复合物作为电容器负极活性物质，配制成浓度为0.4-1mg/ml的混合液，再向其中加入一定量的碱化MXene溶液、导电炭黑(CB)作为导电剂、羧甲基纤维素(CMC)作为粘结剂，制备出负极电极材料混合液；
其中，钛酸钾@石墨复合物、碱化MXene、CB、CMC的质量比为(14：2-5：0.5-2.5：0.5-3)，碱化MXene溶液的浓度为4-6mg/ml；
另外，向去离子水中加入活性炭(AC)配制成浓度为0.4-1mg/ml的混合液，作为电容器正极活性物质，再向其中加入碱化MXene溶液、导电炭黑(CB)和羧甲基纤维素(CMC)，混合后得到正极电极材料混合液；其中AC、碱化MXene、CB、CMC的质量比为(14：2-5：0.5-2.5：0.5-3)，碱化MXene溶液的浓度为4-6mg/ml；
(3)将叉指电极金属模具固定于PET上，再用挡板将金属模具的正极遮挡，用喷枪喷涂4-15μLcm-2的银纳米线溶液在PET上作为集流体，再将制备好的负极混合液喷涂在银纳米线之上，构建了叉指电极的负极部分；负极的活性物质敷料密度为4-480μgcm-2；
再将固定于模具正极之上的挡板取下固定于金属模具的负极部分，用喷枪喷涂4-15μLcm-2的银纳米线溶液在PET上作为集流体，再将制备好的正极混合液喷涂在银纳米线之上，构建了叉指电极的正极部分,其中正极的活性物质敷料密度为6-500μgcm-2；
(4)将铝极耳和镍极耳用铜浆分别粘在上一步制备好的叉指电极的正极和负极部分，经过50-100℃烘干后，将制备好的微孔聚合物电解质涂于电极上面，再通过50-110℃烘干，最后在氩气手套箱中将烘干的电极放入真空袋中滴加电解液并封装。
2.如权利要求1所述的钾离子微型混合电容器的制备方法，其特征为所述的步骤(1)中的有机溶剂为丙酮与酒精体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王恭凯，白瑞军，张昕，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。