【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够在其表面存储电荷而充电的电容器电极及其制造方法。
技术介绍
1、作为蓄电装置之一的双电层电容器能够在电极的表面存储电荷而充电，并且不伴随化学反应。因此，双电层电容器具有充电快、循环寿命长且着火风险低的特性，有望用于汽车和移动终端等。然而，与电池相比，这种双电层电容器具有低的能量密度和小的存储容量，因此迄今为止，一直推荐赝电容器或混合电容器。
2、现有的赝电容器包括这样的赝电容器，其中赝电容金属氧化物沉积在能够在其表面存储电荷的碳网络上，如例如专利文献1中所述。根据现有的赝电容器，赝电容器能够在碳网络的表面存储电荷而充电，并且可以通过使用粘附到其上表面的赝电容金属氧化物作为活性材料引起化学反应来充电，因此可以增加存储容量。
3、引用列表
4、专利文献
5、专利文献1：jp2013-502070a(公表公报)
技术实现思路
1、技术问题
2、然而，在现有技术中，沉积赝电容金属氧化物(活性材料层)的面积取决于碳网络的表面积，因此沉积赝电容金属氧化物的面积受到限制，而且赝电容金属氧化物有可能从碳网络的表面剥离。而且，在现有技术中，当用粘合剂将赝电容金属氧化物沉积在碳网络的表面上时，存在由于粘合剂而导致电力传输时的电阻增加的问题。
3、考虑到这种情况，本专利技术提供了一种电容器电极及其制造方法，该电容器电极不仅能够存储电荷，而且能够通过活性材料的化学反应而充电，从而通过增加存储容量来提高能量密度，并
4、问题的解决方案
5、权利要求1所述的专利技术是一种电容器电极，其能够通过施加电压在其表面存储电荷而充电。所述电容器电极包括由导电金属制成的基板、由碳材料的涂层构成并形成在所述基板表面上的碳膜、以及由金属或所述金属的氧化物制成并包含在所述碳膜中的纳米颗粒。
6、在权利要求2所述的专利技术中，在权利要求1所述的电容器电极中，所述纳米颗粒包含在所述碳膜中以便三维分布。
7、在权利要求3所述的专利技术中，在权利要求1或2所述的电容器电极中，所述碳膜具有晶体结构或无定形结构。
8、在权利要求4所述的专利技术中，在权利要求1至3中任一项所述的电容器电极中，所述纳米颗粒由选自由ru、ni、ti、mn、nb、w、mo、ir、ta、v、sn、li和fe组成的组的金属或所述金属的氧化物制成。
9、在权利要求5所述的专利技术中，在权利要求1至4中任一项所述的电容器电极中，所述纳米颗粒是直径小于或等于100nm的颗粒。
10、在权利要求6所述的专利技术中，在权利要求1至5中任一项所述的电容器电极中，所述电容器电极应用于其中在所述碳膜的表面形成双电层的双电层电容器、其中除了所述双电层之外还使所述纳米颗粒作为活性材料进行化学反应的赝电容器、或包括其中仅形成双电层的正极和其中除了所述双电层之外还使所述纳米颗粒作为活性材料进行化学反应的负极的混合电容器。
11、权利要求7所述的专利技术是一种电容器电极的制造方法，所述电容器电极能够通过施加电压在其表面存储电荷。所述制造方法包括：通过在由导电金属制成的基板的表面上形成膜形状的碳材料来形成碳膜，并且在所述碳膜中包含由金属或所述金属的氧化物制成的纳米颗粒。
12、在权利要求8所述的专利技术中，在权利要求7所述的电容器电极的制造方法中，所述碳膜通过诸如物理沉积法等干法或表面处理法形成。
13、在权利要求9所述的专利技术中，在权利要求8所述的电容器电极的制造方法中，当通过向所述基板施加能量粒子而在所述基板的表面上形成圆锥形凹凸以使其起毛时，或者在使所述基板的表面起毛后，供应碳和金属以在所述基板的起毛表面上形成包含纳米颗粒的碳膜。
14、在权利要求10所述的专利技术中，在权利要求9所述的电容器电极的制造方法中，同时进行用于通过施加能量粒子在所述基板的表面上形成圆锥形凹凸的起毛、用于从靶材形成纳米颗粒的纳米颗粒形成以及用于在所述基板的表面上形成包含纳米颗粒的碳膜的沉积。
15、专利技术的有益效果
16、根据本专利技术，由于包括由碳材料的涂层构成并形成在基板表面上的碳膜以及由金属或该金属的氧化物制成并包含在碳膜中的纳米颗粒，因此不仅可以在碳膜的表面存储电荷，还可以通过用作活性材料的纳米颗粒的化学反应而充电。结果，可以通过增加储电容量来提高能量密度，并且在不需要粘合剂的同时牢固地保持用作大量活性材料的纳米颗粒。
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1.一种电容器电极，其能够通过施加电压在其表面存储电荷而充电，所述电容器电极包括：
2.根据权利要求1所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒包含在所述碳膜中以便三维分布。
3.根据权利要求1或2所述的电容器电极，其中，所述碳膜具有晶体结构或无定形结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒由选自由Ru、Ni、Ti、Mn、Nb、W、Mo、Ir、Ta、V、Sn、Li和Fe组成的组的金属或所述金属的氧化物制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒是直径小于或等于100nm的颗粒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容器电极，其中，所述电容器电极应用于其中在所述碳膜的表面形成双电层的双电层电容器、其中除了所述双电层之外还使所述纳米颗粒作为活性材料进行化学反应的赝电容器、或包括其中仅形成双电层的正极和其中除了所述双电层之外还使所述纳米颗粒作为活性材料进行化学反应的负极的混合电容器。
7.一种电容器电极的制造方法，所述电容器电极能够通过施加电压在其表面存储电
8.根据权利要求7所述的电容器电极的制造方法，其中，所述碳膜通过诸如物理沉积法等干法或表面处理法形成。
9.根据权利要求8所述的电容器电极的制造方法，其中，当通过向所述基板施加能量粒子而在所述基板的表面上形成圆锥形凹凸以使其起毛时，或者在使所述基板的表面起毛后，供应碳和金属以在所述基板的起毛表面上形成包含纳米颗粒的碳膜。
10.根据权利要求9所述的电容器电极的制造方法，其中，同时进行用于通过施加能量粒子在所述基板的表面上形成圆锥形凹凸的起毛、用于从靶材形成纳米颗粒的纳米颗粒形成以及用于在所述基板的表面上形成包含纳米颗粒的碳膜的沉积。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电容器电极，其能够通过施加电压在其表面存储电荷而充电，所述电容器电极包括：
2.根据权利要求1所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒包含在所述碳膜中以便三维分布。
3.根据权利要求1或2所述的电容器电极，其中，所述碳膜具有晶体结构或无定形结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒由选自由ru、ni、ti、mn、nb、w、mo、ir、ta、v、sn、li和fe组成的组的金属或所述金属的氧化物制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器电极，其中，所述纳米颗粒是直径小于或等于100nm的颗粒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容器电极，其中，所述电容器电极应用于其中在所述碳膜的表面形成双电层的双电层电容器、其中除了所述双电层之外还使所述纳米颗粒作为活性材料进行化学反应的赝电容器、或包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋山达也，种村真幸，川崎晋司，石井阳祐，
申请(专利权)人：株式会社FCC，
类型：发明
国别省市：
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