镍-钴超级电容器及其制备方法技术

技术编号:7737775 阅读:344 留言:0更新日期:2012-09-10 00:25
本发明专利技术描述了包含新型电极的改进电容器。一种电极组合物包含摩尔比等于或大于0.5∶1的过渡金属镍和钴的混合金属氧化物,并任选包含粘结剂和碳纳米管。所得电容器的特征可以是具有优越的性质,包括在较高的电压扫描速率下具有高于现有技术的比电容值。本发明专利技术还描述了具有优越结果的电极的形成方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2009年7月21日提交的美国临时专利申请序列第61/227407号的优先权。
技术介绍
一般情况下,电能通常储存在电池中。另ー种储能装置是电容器,更近ー些的是所谓的超级电容器。为了储存电能,人们大力开发改进的电容器。电容的要求是能够在规定的电势下分离电荷。原型电容器由两块金属极板组成,极板间存在电势差。在充电状态下,一块极板具有净正电荷,另ー块极板具有净负电荷。根据极板的面积和极板间的距离可确定电容。在极板间放入固体介电材料可増大电容,因为相同的极板间电势差在此情况下可使每块极板上有更多的净电荷。电容器技术近来的发展是用高表面积导电材料如碳代替金属极板,用液体电解质代替固体电介质。在使用碳电极的情况下,电容源自双电层机理,根据此机理,电解质里的离子移动到电极表面附近。在此情况下,电容因两个因素而增大,一个是电极面积因多孔性而増大,另ー个是电荷分离距离缩短。高表面积材料合成的新近发展也促进了基于第二种机理的电容器,即所谓法拉第电容器(faradaic capacitor)的发展。法拉第电容器由固态电极和液体电解质组成。这些电容器的工作原理是基于特定电势下的可逆界面反应。第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.21 US 61/227,4071.ー种电容器,它包含电极,其中所述电极包含摩尔比大于0.5 : I的Ni和Co ;所述电容器还具有以下ー个或多个特性 (a)若在IMKOH水性电解质中以20mV/s的电压扫描速率测量,所述电极具有至少450F/g cm2的比电容;或者 (b)所述电极具有在50mV/s测得的第一比电容和在20mV/s测得的第二比电容;并且第一比电容与第二比电容之比至少为0. 6 ;或者 (c)在IR光谱中具有OH伸缩振动吸收,该吸收至少与lOOOIOOOcnT1区域内的其它吸收ー样强。上述比电容中的电极表面积(用単位“cm2”表示)是电极的宏观面积。例如,对于设置在Icm2 X Icm2的平坦集流体上的电极,其表面积是Icm2。对于设置在泡沫金属材料上的电极组合物,其表面积是泡沫金属材料的表面积。较佳的是,所述电极的质量至少为0. 5mg、更优选至少为0. 8mg0在优选的实施方式中,所述电极的单位面积质量至少为0. 5mg/cm2, 更优选至少为0. 8mg/cm2。2.如权利要求I所述的电容器,其特征在于,所述电极包含摩尔比为I: I至4 I的Ni 和 Co。3.如权利要求1-2中任ー项所述的电容器,其特征在于,所述金属氧化物中的过渡金属主要由Ni和Co组成。4.如权利要求1-3中任ー项所述的电容器,其特征在于,所述金属氧化物可以3750-3000cm-l之间的红外区的吸收带为特征。5.如权利要求1-4中任一项所述的电容器,其特征在于,所述电极包含等于或小于5重量1^的粘结剂。6.如权利要求1-5中任ー项所述的电容器,其特征在于,所述电极还包含碳。7.如权利要求1-6中任ー项所述的电容器,其特征在于,所述电极的质量在0.l-2mg的范围内。8.如权利要求I所述的电容器,其特征在于,若在IMKOH水性电解质中以20mV/s的电压扫描速率测量,所述电极具有至少550F/g的比电容。9.如权利要求1-8中任一项所述的电容器,其特征在于,所述电极包含40-90重量%的金属氧化物纳米颗粒和10...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·M·里塞谈兵K·B·斯帕尔H·卡斯特纳达洛佩茨V·D·麦克金尼斯
申请(专利权)人:巴泰勒纪念研究所
类型:发明
国别省市:

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