專利名稱：一種用于超級電容器的碳基多孔電極薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種復(fù)合碳基多孔電極薄膜及其制備方法，尤其涉及用于超級電容器的復(fù)合碳基多孔電極薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
能源作為人類現(xiàn)代文明的支柱產(chǎn)業(yè)之一，越來越受到人們的高度重視。與此同時(shí)，能源所產(chǎn)生的各種廢氣的排放，導(dǎo)致的溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問題已成為全球最為關(guān)注的熱點(diǎn)，也是日益深刻的社會化問題。惡劣的環(huán)境污染，不僅給人類及生物生存空間帶來了嚴(yán)重威脅，而且會給子子孫孫留下無窮的隱患。全世界的科學(xué)家與有識之士紛紛呼吁各國政府與產(chǎn)業(yè)部門，在大力研究開發(fā)新能源，加快解決能源危機(jī)的同時(shí)，一定要保護(hù)地球環(huán)境、保護(hù)人類的生存空間。針對這一迫切的問題，從八十年代開始西方發(fā)達(dá)國家率先在尋求以高效、節(jié)能、低公害為最終目標(biāo)，研究開發(fā)清潔、高效的新型電源，其中超級電容器儲能系統(tǒng)是將能源與環(huán)保相統(tǒng)一的“綠色技術(shù)”，開展超級電容器儲能器件的研究開發(fā)工作，對防止大氣污染、溫室效應(yīng)以環(huán)境保護(hù)是一個(gè)積極可行的策略，對于解決能源、環(huán)境這兩項(xiàng)涉及人類社會重大問題具有戰(zhàn)略意義。
超級電容器(Super capacitor)是近年來出現(xiàn)的一種新型能源器件，是一種介于充電電池和電容器之間的一種新型的能源器件，兼有電容和電池的雙重功能，其功率密度遠(yuǎn)高于普通電池(10倍～100倍)，能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)物理電容(＞100倍)，與普通電容器和電池相比，超級電容器具有體積小、容量大、充電速度快、循環(huán)壽命長、放電功率高、工作溫度寬(-40℃～85℃)、可靠性好及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此可發(fā)展成為一種新型、高效、實(shí)用的能量儲存裝置，因而在能源、通訊、電力電子、國防等領(lǐng)域都有著十分廣闊的應(yīng)用前景，如便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲系統(tǒng)、電動汽車電源、應(yīng)急后備電源等方面。
近年來，超級電容器作為一種性能優(yōu)異的能源儲存裝置，成為美國、日本、俄羅斯及歐洲發(fā)達(dá)國家在材料、電力、電子、物理、化學(xué)多學(xué)科交叉領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。主要研究目標(biāo)是制備高能量密度和高功率密度的致密能源所需的低成本電極材料，及工作電壓高、電化學(xué)性能穩(wěn)定、電導(dǎo)率高和使用壽命長的電解質(zhì)體系材料，并在此基礎(chǔ)上制備高功率密度、高容量密度和性能穩(wěn)定的可用于動力系統(tǒng)(包括后備電源和電動機(jī)車等)可再生能源系統(tǒng)的超級電容器。
電極是電容器的核心組成部分，其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)對雙電層電容器的性能起著決定性的影響。電極材料可分為三類金屬氧化物、高分子聚合物和碳基電極材料。其中由于金屬氧化物價(jià)格昂貴和高分子聚合物穩(wěn)定性較差，因而難于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。碳基材料由于具有多孔、大的比表面積、孔隙率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、成本低廉和使用壽命長等特點(diǎn)，作為雙電層電容器的電極材料，可獲得較高的能量密度和功率密度，因此目前大多以活性炭作為極化電極。但碳基材料本身存在容量密度和電導(dǎo)率較低的缺點(diǎn)，限制了超級電容器在許多要求高能量密度領(lǐng)域的應(yīng)用。影響超級電容器碳基電極材料的容量密度的因素很多，其中孔徑分布是決定其容量密度的最重要的因素之一。因此如何制備中孔發(fā)達(dá)的多孔碳基電極成為目前急待解決的關(guān)鍵問題。
雖然制備電極薄膜的方法很多，如流延法、等離子噴涂法、壓制法、軋膜成型法、擠壓成型法等。其中等離子噴涂法和壓制法等存在成本較高和工藝周期長不利于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，壓制法不適于制備大面積薄膜，而軋膜和擠壓法由于有機(jī)物含量較高導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高和污染嚴(yán)重，因此流延法因具有設(shè)備簡單、工藝穩(wěn)定、可連續(xù)操作和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，較適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，但同時(shí)存在有機(jī)物用量高、生坯密度低和柔韌性差、有機(jī)物毒性強(qiáng)環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
Fujioka Mikio等人在專利WO2004072322和JP20030033859中提出一種采用等離子噴涂法制備無定性碳電極薄膜的制備方法，該方法適合制備幾個(gè)微米以上的電極薄膜，但存在工藝過程復(fù)雜、參數(shù)不易控制、不適于連續(xù)化生產(chǎn)等缺點(diǎn)。
Fujii Takas hi和Some Yamasao在專利US2004166235和JP2001331509中提出一種制備碳納米管薄膜的方法，是在支撐體上將碳納米管采用粘結(jié)劑制成碳納米管薄膜，該方法需要采用支撐體來作為碳納米管薄膜的載體，同時(shí)粘結(jié)劑用量較大，一方面增加了成本，另一方面相對減少了活性物質(zhì)在電極薄膜中的含量，因而不適于制備超級電容器電極薄膜。
Nis h iyama Tos hi h iko等人在專利EP0987775、JP2000082467和US6686089中提出一種制備電極薄膜的方法，主要是將炭粉加入含有聚吡啶的乙酸中，并將其涂覆在活性材料上干燥后形成集電體，其與活性材料構(gòu)成電極，該方法操作簡單，但其存在涂層干燥后厚度不均，溶劑具有一定毒性，且由于涂覆漿料的固含量較低導(dǎo)致形成薄膜中的孔徑過大等問題，因而不適于制備孔徑分布可控的薄膜材料。
Avarbz Robert Gustavoviti等人在專利EP0864167和CN1203694A中提出一種制備多孔電極的方法，主要是將活性物質(zhì)與粘結(jié)劑一起采用模壓法制成所需多孔薄片，該方法適合于制備厚度大于300μm的坯片，同時(shí)存在粘結(jié)劑用量較高、工藝較復(fù)雜、成本較高、且不適合連續(xù)化生產(chǎn)等缺點(diǎn)。
從以上分析可知，對于碳基電極薄膜的制備過程中尚存在工藝復(fù)雜、有機(jī)物用量高、制備周期長、溶劑具毒性環(huán)境污染嚴(yán)重或成本較高等急待解決的問題，因此開發(fā)多孔電極薄膜的低成本快速成型工藝，成為目前提高碳基電極材料能量密度的新思路，是實(shí)現(xiàn)其在汽車、電子通訊、便攜式電子設(shè)備和航空航天等領(lǐng)域的廣泛商業(yè)化應(yīng)用的有效途徑。
針對以上問題，本發(fā)明提出一種用于超級電容器的多孔納米復(fù)合碳基電極薄膜及其制備方法，一方面提供了快速簡單制備電極薄膜的工藝，另一方面采用該方法通過固含量、熱處理溫度、氣氛等工藝參數(shù)的控制可以獲得目標(biāo)厚度和尺寸且孔徑分布可控的多孔納米復(fù)合碳基薄膜電極，有利于提高超級電容器的容量密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種用于超級電容器的納米復(fù)合碳基多孔電極薄膜及其制備方法。本發(fā)明碳基多孔電極薄膜各組分及其含量為活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％。
本發(fā)明用于超級電容器的納米復(fù)合碳基多孔電極薄膜的制備方法具有工藝簡單、周期短、成本低廉、污染小、可連續(xù)生產(chǎn)、電極孔徑可控等優(yōu)點(diǎn)，易于商業(yè)應(yīng)用。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)利用有機(jī)單體聚合成高分子將粉體顆粒固定聚集在一起，形成具有一定形狀和強(qiáng)度的坯體。工藝過程比較簡單通過靜電和空間位阻穩(wěn)定作用，將粉體顆粒以較高的固相體積含量均勻的分散于含有機(jī)單體、交聯(lián)劑和分散劑的單體溶液中，制成低粘度和高流動性的高固含量穩(wěn)定漿料；用水和其它添加劑，攪拌均勻，經(jīng)流延成型后，在一定條件下，單體原位固化，經(jīng)一定時(shí)間后，將濕坯在一定溫度下干燥，形成具有一定強(qiáng)度可加工的坯體，再經(jīng)過熱處理，除去坯體中的水分和部分有機(jī)物，通過控制熱處理工藝參數(shù)可獲得不同孔徑分布的多孔電極薄膜。
本發(fā)明碳基復(fù)合多孔電極薄膜制備方法包括以下步驟(1)首先將原料粉體和無水乙醇按照(1～10)∶(1～30)的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶(1～6)，球磨4小時(shí)～24小時(shí)；(2)將球磨所得混合料，在70℃～120℃條件下，真空干燥6小時(shí)～20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；(3)將有機(jī)單體和交聯(lián)劑按照質(zhì)量比(15～90)∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為1～25％的溶液；(4)將分散劑按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％～3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；(5)將混合原料粉體加入預(yù)混溶液，置于裝有瑪瑙球的瑪瑙罐中進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)～72小時(shí)，制成固相含量高于50vol％的穩(wěn)定漿料；(6)在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％～0.05vol％的除泡劑，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；(7)將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％～0.5vol％的引發(fā)劑和0.05vol％～0.2vol％的催化劑加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；(8)將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為30μm～500μm的生坯；(9)將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃～70℃溫度范圍內(nèi)，加熱10min～60min，生坯固化成坯片；(10)將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格，然后在弱氧化氣氛條件下，300℃～800℃熱處理10min～200min，即得到多孔碳基電極薄膜。
上述所用原料粉體為活性炭、導(dǎo)電碳黑或石墨、氧化鋯納米粉體、金屬鎳納米粉體的混合物；其中活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％。
上述有機(jī)單體為丙烯酰胺或甲級丙烯酰胺中的一種。
上述交聯(lián)劑為N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺或聚乙烯雙丙烯烯酸中的一種。
上述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸胺或檸檬酸銨中的一種或多種。
上述除泡劑為磷酸三丁脂。
上述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫或偶氮二異丁晴中的一種。
上述催化劑為N，N，N’，N’-四甲基乙二胺。
上述惰性氣氛為高純氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)。
本發(fā)明所得上述超級電容器用碳基多孔電極薄膜各組分及其含量為其中活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％；經(jīng)用BET法檢測，空隙率為45％～75％，進(jìn)一步的優(yōu)選空隙率為55％～65％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)有技術(shù)中用于制備電極薄膜的方法多存在成本較高、有機(jī)物用量高、制備周期長、溶劑具毒性環(huán)境污染嚴(yán)重或成本較高、電極薄膜孔徑分布控制困難等問題，與之相比本發(fā)明的方法具有成本低廉、無環(huán)境污染、有機(jī)物用量低、工藝簡單且周期短、電極薄膜孔徑分布可控等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明所得多孔復(fù)合電極薄膜可作為電極用于超級電容器、鋰離子電池等二次電池。
具體實(shí)施例方式
下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例。以下實(shí)施例中所用原料純度均為化學(xué)純或分析純以上。
實(shí)施例1首先按照72mass％和20mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取5mass％的納米氧化鋯粉體和3mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶30的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶1，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，真空干燥10小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比15∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為18mass％的溶液；接著將聚丙烯酸銨和聚乙二醇分別按混合原料粉體質(zhì)量的1.0mass％和0.5mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的60mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為60mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.10vol％的偶氮二異丁晴和0.15vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為30μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃溫度范圍內(nèi)，加熱50min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，800℃熱處理10min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為75％。
實(shí)施例2首先按照95mass％和4.8mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取0.1mass％的納米氧化鋯粉體和0.1mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶1的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶1，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在120℃條件下，真空干燥6小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比15∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為15mass％的溶液；接著將聚乙烯醇按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的80mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為80mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.5vol％的過硫酸銨和0.2vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，300℃熱處理200min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為45％。
實(shí)施例3首先按照85mass％和10mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取2.0mass％的納米氧化鋯粉體和3.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶5的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶3，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比15∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為1mass％的溶液；接著將聚丙烯酸胺按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的60mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為60mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的過硫酸銨和0.05vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為50μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃溫度范圍內(nèi)，加熱60min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，500℃熱處理150min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為60％。
實(shí)施例4首先按照80mass％和14mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取5.0mass％的納米氧化鋯粉體和1.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶1的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶3，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在110℃條件下，真空干燥10小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比60∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的75mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為72小時(shí)，制成固相含量為75mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.05vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.25vol％的過硫酸鉀和0.10vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在65℃溫度范圍內(nèi)，加熱20min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，700℃熱處理30min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為70％。
實(shí)施例5首先按照95mass％和0.1mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取1.9mass％的納米氧化鋯粉體和3.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶3的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶1，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在90℃條件下，真空干燥6小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比90∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將聚乙二醇按混合原料粉體質(zhì)量的3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的75mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為75mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.5vol％的過硫酸銨和0.05vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為30μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在70℃溫度范圍內(nèi)，加熱10min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，400℃熱處理180min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為50％。
實(shí)施例6首先按照85mass％和10mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取3.0mass％的納米氧化鋯粉體和2.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶5的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶6，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在110℃條件下，真空干燥6小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比10∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為15mass％的溶液；接著將聚乙烯醇按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.25vol％的過硫酸鉀和0.15vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為300μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，600℃熱處理50min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為65％。
實(shí)施例7首先按照99mass％和0.1mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取0.1mass％的納米氧化鋯粉體和0.8mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶30的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶6，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，真空干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比90∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨和聚乙二醇分別按混合原料粉體質(zhì)量的0.5mass％和0.8mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.10vol％的偶氮二異丁晴和0.15vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為50μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，600℃熱處理80min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例8首先按照85mass％和11.9mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取0.1mass％的納米氧化鋯粉體和3.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶3的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶3，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在110℃條件下，真空干燥6小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比15∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為15mass％的溶液；接著將聚乙烯醇按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的80mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為80mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.05vol％的過硫酸銨和0.1vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為200μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，550℃熱處理100min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。采用BET法檢測，空隙率為55％。
實(shí)施例9首先按照90mass％和4.9mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取5mass％的納米氧化鋯粉體和0.1mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶3的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶6，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，真空干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比45∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將聚丙烯酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的0.5mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的75mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為72小時(shí)，制成固相含量為75mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.05vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.25vol％的過硫酸鉀和0.10vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在65℃溫度范圍內(nèi)，加熱20min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，700℃熱處理30min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例10首先按照79.8mass％和20mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取0.1mass％的納米氧化鋯粉體和0.1mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶3的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶3，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，真空干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比30∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.15vol％的偶氮二異丁晴和0.20vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，600℃熱處理100min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例11首先按照85mass％和12mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取2.0mass％的納米氧化鋯粉體和1.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶5的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶5，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在110℃條件下，真空干燥10小時(shí)，然后過200目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比60∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.15vol％的偶氮二異丁晴和0.20vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，800℃熱處理10min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例12首先按照95mass％和1.0mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取1.0mass％的納米氧化鋯粉體和3.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶30的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶1，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在120℃條件下，干燥4小時(shí)，然后過200目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比30∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為1mass％的溶液；接著將聚丙烯酸胺按混合原料粉體質(zhì)量的1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.15vol％的過硫酸銨和0.20vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為30μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃溫度范圍內(nèi)，加熱60min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，800℃熱處理10min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例13首先按照85mass％和12mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取2.0mass％的納米氧化鋯粉體和1.0mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶5的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶5，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將丙烯酰胺和N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺按照質(zhì)量比15∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為1mass％的溶液；接著將聚丙烯酸胺按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的60mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為60mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的過硫酸銨和0.05vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為500μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃溫度范圍內(nèi)，加熱60min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，500℃熱處理150min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例14
首先按照90mass％和4.9mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取5mass％的納米氧化鋯粉體和0.1mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶3的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶6，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在80℃條件下，真空干燥20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比30∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.01vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.15vol％的偶氮二異丁晴和0.20vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為100μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在45℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，600℃熱處理60min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
實(shí)施例15首先按照99mass％和0.1mass％的含量分別稱取活性炭和導(dǎo)電碳黑，再分別稱取0.1mass％的納米氧化鋯粉體和0.8mass％的納米金屬鎳粉體，混合得到混合原料粉體；將該混合物和無水乙醇按照1∶30的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶6，球磨4小時(shí)；再將球磨所得混合料，在110℃條件下，真空干燥10小時(shí)，然后過200目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；然后將甲基丙烯酰銨和聚乙烯雙丙烯酸按照質(zhì)量比60∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為25mass％的溶液；接著將檸檬酸銨按混合原料粉體質(zhì)量的3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；再將混合原料粉體按目標(biāo)漿料的70mass％的用量加入預(yù)混溶液，進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)，制成固相含量為70mass％的穩(wěn)定漿料；然后在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％的磷酸三丁脂，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；再將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.15vol％的偶氮二異丁晴和0.20vol％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；然后將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為500μm的生坯；再將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在40℃溫度范圍內(nèi)，加熱30min，生坯固化成坯片；接著將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格；最后將剪裁的坯片，在弱氧化氣氛條件下，700℃熱處理30min，即得到目標(biāo)多孔復(fù)合碳基電極薄膜。
權(quán)利要求
1.一種用于超級電容器的碳基多孔電極薄膜，其特征在于其組分為活性炭活性炭、導(dǎo)電碳黑或石墨、氧化鋯納米粉體及納米金屬鎳粉體；各組分含量為活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超級電容器的碳基多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)首先將原料粉體和無水乙醇按照(1～10)∶(1～30)的比例加入到裝有瑪瑙球的瑪瑙球磨罐中，料球比為1∶(1～6)，球磨4小時(shí)～24小時(shí)；(2)將球磨所得混合料，在70℃～120℃條件下，真空干燥6小時(shí)～20小時(shí)，然后過300目尼龍篩，得到均勻的混和原料粉體；(3)將有機(jī)單體和交聯(lián)劑按照質(zhì)量比(15～90)∶1的比例，溶入去離子水中，制成濃度為1mass％～25mass％的溶液；(4)將分散劑按混合原料粉體質(zhì)量的0.1mass％～3mass％的用量加入預(yù)混溶液，攪拌均勻，得到預(yù)混溶液；(5)將混合原料粉體加入預(yù)混溶液，置于裝有瑪瑙球的瑪瑙罐中進(jìn)行球磨攪拌，時(shí)間為24小時(shí)～72小時(shí)，制成固相含量高于50vol％的穩(wěn)定漿料；(6)在制備的穩(wěn)定漿料中，加入用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％～0.05vol％的除泡劑，并在-0.1MPa的真空條件下，攪拌或振動除泡；(7)將用量為穩(wěn)定漿料體積的0.005vol％～0.5vol％的引發(fā)劑和0.05vol％～0.2vol％的催化劑加入除泡后的漿料，攪拌均勻，即得到可成型的漿料；(8)將所得漿料在流延成型機(jī)上流延，通過控制刀口高度，可得到厚度為30μm～500μm的生坯；(9)將生坯置于惰性氣體保護(hù)或真空狀態(tài)下，同時(shí)在35℃～70℃溫度范圍內(nèi)，加熱10min～60min，生坯固化成坯片；(10)將坯片可根據(jù)需要剪切成不同規(guī)格，然后在弱氧化氣氛條件下，300℃～800℃熱處理10min～200min，即得到多孔碳基電極薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜制備方法，其特征在于所述原料粉體為活性炭、導(dǎo)電碳黑或石墨、氧化鋯納米粉體、金屬鎳納米粉體的混合物；其中活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述有機(jī)單體為丙烯酰胺或甲級丙烯酰胺中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述交聯(lián)劑為N，N’-亞甲級雙丙烯酰胺或聚乙烯雙丙烯烯酸中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸胺或檸檬酸銨中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述除泡劑為磷酸三丁脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫或偶氮二異丁晴中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述催化劑為N，N，N’，N’-四甲基乙二胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超級電容器的碳基復(fù)合多孔電極薄膜的制備方法，其特征在于所述惰性氣氛為高純氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)。
全文摘要
一種用于超級電容器的碳基多孔電極薄膜及其制備方法。薄膜各組分含量為活性炭含量為72mass％～99mass％，導(dǎo)電碳黑或石墨含量為0.1mass％～20mass％，氧化鋯納米粉體的含量為0.1mass％～5mass％，納米金屬鎳粉體含量為0.1mass％～3mass％；空隙率為45％～75％，進(jìn)一步的優(yōu)選空隙率為55％～65％。制備本發(fā)明薄膜首先將去離子水、有機(jī)單體和交聯(lián)劑混合均勻；然后將分散劑加入溶液攪拌均勻得到預(yù)混溶液；再將原料粉體加入，球磨混合，制成漿料；將所得漿料加入除泡劑并進(jìn)行真空除泡；將引發(fā)劑和催化劑加入除泡后的漿料，攪拌均勻后，在流延機(jī)上經(jīng)成型、固化和脫膜后得到生坯，再經(jīng)弱氧化氣氛熱處理，得到目標(biāo)多孔電極薄膜。本發(fā)明成型工藝簡單、成型時(shí)間短、易操作，薄膜厚度可控性好、中孔發(fā)達(dá)。
文檔編號H01M4/02GK1753116SQ200410009580
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月20日
發(fā)明者譚強(qiáng)強(qiáng), 齊智平, 童建忠 申請人:中國科學(xué)院電工研究所