[发明专利]一种超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种超级电容器，所述超级电容器包括正极、负极、介于所述正极与所述负极之间的隔膜以及电解液，所述正极包括铝箔和涂覆在所述铝箔上的正极材料，所述负极包括铝箔和涂覆在所述铝箔上的负极材料，其特征在于，所述正极材料包括质量比为85~90:5~10:5~10的正极活性材料、粘结剂和导电剂，所述正极活性材料为比表面积为1~20m²/g的石墨，所述负极材料包括质量比为85~90:5~10:5~10的负极活性材料、粘结剂和导电剂，所述负极活性材料为比表面积为200~3000m²/g的碳材料，所述负极活性材料与所述正极活性材料的质量比为10~20。

2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述碳材料为活性炭、碳纳米管、石墨烯或石墨烯的衍生物。

3.如权利要求2所述的超级电容器，其特征在于，所述石墨烯衍生物为氮掺杂石墨烯或硼掺杂石墨烯。

4.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述电解液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和乙腈中的一种或多种混合，所述电解液的溶质选用通式为M⁺Y^-的盐，所述Y^-为PF₆^-或BF₄^-，所述M⁺为分别如结构式A、B、C所示的季铵盐正离子、吡啶盐正离子或吡咯盐正离子：

式中，R为碳原子数为1~6的烷基。

5.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，所述导电剂为乙炔黑、科琴黑、碳纳米管或导电碳纤维，所述隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜或无纺布隔膜。

6.一种超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）制备正极片和负极片：

将正极活性材料、粘结剂及导电剂按质量比为85~90:5~10:5~10的比例混合均匀，得到混合浆料，将所述混合浆料涂覆在铝箔上，经干燥、轧膜、切边处理，制得超级电容器正极片；其中，所述正极活性材料为比表面积为1~20m²/g的石墨；

将负极活性材料、粘结剂及导电剂按质量比为85~90:5~10:5~10的比例混合均匀，得到混合浆料，将所述混合浆料涂覆在铝箔上，经干燥、轧膜、切边处理，制得超级电容器负极片；其中，所述负极活性材料为比表面积为200~3000m²/g的碳材料，所述负极活性材料与所述正极活性材料的质量比为10~20；

步骤（2）组装超级电容器：

按照正极片、隔膜和负极片顺序叠片组装成电芯，用电池壳体密封所述电芯，再通过设置在所述电池壳体上的注液口往所述电池壳体内注入离子液体电解液，密封所述注液口，得到超级电容器。

7.如权利要求6所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述碳材料为活性炭、碳纳米管、石墨烯或石墨烯的衍生物。

8.如权利要求7所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述石墨烯衍生物为氮掺杂石墨烯或硼掺杂石墨烯。

9.如权利要求6所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述电解液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和乙腈中的一种或多种混合，所述电解液的溶质选用通式为M⁺Y^-的盐，所述Y^-为PF₆^-或BF₄^-，所述M⁺为分别如结构式A、B、C所示的季铵盐正离子、吡啶盐正离子或吡咯盐正离子：

式中，R为碳原子数为1~6的烷基。

10.如权利要求6所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，所述导电剂为乙炔黑、科琴黑、碳纳米管或导电碳纤维，所述隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜或无纺布隔膜。