【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学电容器的制造技术范围,特别涉及应用于高储能密度的一 种氢氧化亚镍混和式超级电容器及其制造方法。
技术介绍
电化学超级电容器是一种新型储能装置,集高能量密度、高功率密度、长寿 命等特性于一身,此外它还具有免维护、高可靠性等优点,是一种兼备电容和电 池特性的新型电子元件。根据储能机理的不同其主要分为建立在界面双电层基础 上的双层电容器以及建立在法拉第准电容基础上的超级电容器。碳材料的性质是 决定双层电容器性能的决定因素。其中包括碳材料的比表面积、孔径分布、电化 学稳定性和电导率等。经过研究满足要求的碳材料有活性炭,纳米碳纤维,纳米碳管等等,这方面比较典型的专利如美国MAXWELL公司的专利《具有密封电解封 口的多电极双层电容器》(CA1408121A)。准电容的原理是电极材料利用锂离 子或质子在材料的三维或准二维晶格立体结构中的储留达到储存能量的目的,虽 然其充放电特性与双电层电容极其相似,但其储能机理与碳材料表面的二维吸附 有较大的差别,该类电极材料包括金属氧化物、氮化物、高分子聚合物等等。双 电层电容与法拉第准电容相比,后者的比电容是前者的 ...
【技术保护点】
一种氢氧化亚镍混和式超级电容器,其特征在于,所述混合式电容器的结构为氢氧化亚镍阳极,碱金属氢氧化物水性电解液和活性碳纤维阴极密封在不锈钢外壳或工程塑料外壳内构成圆柱型或方型结构;具有蓄电池和双电层型电容器特点的氢氧化亚镍/活性碳混和式超级电容器。
【技术特征摘要】
1. 一种氢氧化亚镍混和式超级电容器,其特征在于,所述混合式电容器的结构为氢氧化亚镍阳极,碱金属氢氧化物水性电解液和活性碳纤维阴极密封在不锈钢外壳或工程塑料外壳内构成圆柱型或方型结构;具有蓄电池和双电层型电容器特点的氢氧化亚镍/活性碳混和式超级电容器。2. 根据权利要求1所述氢氧化亚镍混和式超级电容器,其特征在于,所述阳 极结构为将化学法或电化学法制备的氢氧化亚镍活性物质粘附在多孔发泡镍基 体上形成,并在发泡镍基体上连接带状镍或不锈钢集流体;其阳极裁切成为长方 形。3. 根据权利要求1所述氢氧化亚镍混和式超级电容器,其特征在于,所述阴 极结构为在活性碳纤维表面电镀沉积镍导电层并在纤维布一侧覆盖镍箔制成,在 镍箔基体上连接带状或针状镍集流体;其阴极裁切成为长方形。4. 根据权利要求1所述氢氧化亚镍混和式超级电容器,其特征在于,所述电 解液由溶质和溶剂组成,溶质为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂,或上述盐的混 合物;溶剂为水溶液;电解液浓度为6mol/L lmol/L,浓度越大,电解液导电率 越高。5. —种氢氧化亚镍混和式超级电容器制造方法,包括混和式超级电容器结构组装以及混和式超级电容器电极的制作其特征在于,所述混和式超级电容器结构组装工艺包括圆柱型电容器结构组装工艺为将连接好集流体的阳极、隔膜、阴极依次叠加, 巻绕成为柱状电极芯,将该电极芯阳极、阴极集流体分别与顶盖正极、负极连接 后放置在不锈钢外壳内,或阳极与顶盖正极相连而圆柱状外壳作为负极,灌注水 性电解液,通过焊接或压封方式完成电容器密封;方型混合式电容器结构组装工艺,方型混合式电容器的结构与圆柱型混合式 电容器的结构类同,不同的是外壳结构为方型,制作方法是将阳极、阴极上分别 焊接带状镍质集流体,连接好集流体的阳极、隔膜、阴极依次叠加成为方型状电 极芯,将该电极芯阳极、阴极集流体分别连接好顶盖正极、负极后放置在不锈钢或工程塑料外壳内,灌注水性电解液;再通过焊接、压封或粘结完成电容器密封。6.根据权利要求5所述氢氧化亚镍混和式超级电容器制造方法,其特征在于, 所述混和式超级电容器电极的制作包括阳极和阴极的制备,所述阳极的制造工艺采用化学法或电化学法制备,以纳米氢氧化亚镍作为原 料,发泡多孔镍作为基体,并将纳米氢氧化亚镍溶解在水性溶剂中制成电极浆料, 或在氢氧化亚镍活性原料中加入碳纳米管及羰基镍导电剂,然后与聚四氟乙烯粘 合剂充分混合,充分剪切搅拌成为电极浆料;再将电极浆料均匀的刮涂在多孔发 泡镍集流体中,烘干后连续辊压,裁切并焊接或刺铆上集流体,得到具有比表面 积大、内阻低和结构强度高的氢氧化亚镍阳极;具体包括如下四种工艺所述氢氧化亚镍的具体制造为称取O. 5mol Ni(N03)2, 0. 075mol NaN03,溶 于500mL去离子水中,得到翠绿色的Ni (N0丄和NaN(V混合溶液,在其中加入20g 聚乙烯醇造孔剂并搅拌均匀,称取0.5molK0H,将其溶解于500mL去离子水中搅 拌均匀,缓慢的滴加到翠绿色的Ni(N0丄和NaN(V混合溶...
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