[发明专利]超级电容

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容，尤其涉及一种超薄全固态超级电容。

背景技术

当今，可移动电子设备，如移动电话、笔记本电脑及数码相机等，正在朝向微型化、轻质量、柔性甚至可以卷曲等方面发展。因此，为了满足可以移动电子设备发展的需要，其能量存储装置(如电池和超级电容)的相关技术也需要得到进一步的提高。然而，制备具有优越的超轻及柔性的能量存储装置仍然存在着挑战。

近些年，为了提高超级电容的电容值或电池的容量的需要，采用碳纳米管膜以及石墨烯结构作为超级电容或电池的电极的技术得到了发展。然而，在现有技术中，上述技术多是对传统的能量存储设备的电极等部件进行的改进(一个隔膜设置于两个间隔的电极之间，所述隔膜及两个电极设置于液态的电解液中)。

上述结构的超级电容在非静态环境(例如，移动电子设备，运动状态的电子设备，以及可穿戴的电子设备)中应用时，仍然存在一些缺憾。比如，液态的电解质需要高标准的封装材料及技术，如果一旦出现漏液，液态电解液将对环境产生坏的影响。另外，由于现有技术中的超级电容采用将电极间隔设置于液态电解液中的结构，其结构稳定性差，超级电容中的电极以及隔膜等元件在电子器件移动过程中容易受损，因此其抗震性能也较差，从而影响该电容的电化学性能以及循环寿命。并且，液态电解液的使用，使得超级电容整体无法做成柔性的。因此，上述缺陷进一步限制了超级电容在超薄，以及柔性等方面要求的应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有柔性的固态超级电容。

一种超级电容，该超级电容包括一第一电极，一第二电极，以及一固体聚合物胶体电解液。所述第一电极及第二电极间隔设置于所述固体聚合物胶体电解液中，并与该固体聚合物胶体电解液一起形成一整体结构。所述第一电极及第二电极为碳纳米管复合膜，该碳纳米管复合膜结构为多个碳纳米管以及导电聚合物组成的多孔薄膜，所述多个碳纳米管相互连接形成一碳纳米管骨架，所述导电聚合物包裹在碳纳米管表面形成一导电聚合物层。

相较于现有技术，由于所述超级电容中的电极为碳纳米管复合膜构成，而碳纳米管复合膜具有非常好的柔性，并且该超级电容为两个碳纳米管复合膜设置于固体聚合物胶体电解液中，并与该固体聚合物胶体电解液形成一个整体结构，该超级电容整体也具有较好的柔性。当外力施加于该超级电容时，碳纳米管复合膜电极不易发生破损，从而该超级电容具有较好的缓冲性能和抗震性能，从而使得该超级电容在弯曲时也具有较好的电化学特性以及循环寿命，可以在可移动的电子设备中得到较好的应用。

附图说明

图1是本发明实施例的超级电容的结构示意图。

图2是本发明实施例的超级电容的电极的局部放大图。

图3为本发明实施例的具有外壳的超级电容的示意图。

图4为本发明实施例的超级电容的伏安循环曲线。

图5为本发明实施例的超级电容的恒流冲放电曲线。

图6为本发明实施例的超级电容的另一种电极结构示意图。

主要元件符号说明

超级电容                        100

第一电极                        102

第二电极                        104

固体聚合物胶体电解液            106

碳纳米管                        112

导电聚合物层                    114

碳纳米管网状结构                116，216

具体实施方式

本发明提供一种具有超柔性的全固态的薄膜型超级电容，由于该超级电容采用了碳纳米管膜与导电聚合物复合形成的膜作为超级电容的电极，该电极直接固化设置于固体聚合物胶体电解液中，从而该薄膜型超级电容的两个电极在该超级电容形状或者环境变化时不会发生相对结构的变化，提高了该超级电容的稳定性，和抗震性。另外，由于碳纳米管膜导电聚合物复合材料具有较高的柔性，而且固体聚合物胶体电解液也具有较好的柔性，本发明提供的超级电容也具有较高的柔性，可以随意卷绕甚至弯折，从而该超级电容可以较好的适应于形态多变环境或者搞震荡等不稳定环境中(例如，应用于可穿戴的电子设备中或者运动状态的电子设备，如车载电子设备中)。还有，固态的高分子电解液不会存在漏液的危险，从而不会对环境造成破坏。