[发明专利]一种混合型电化学电容器

权利要求书

1.一种混合型电化学电容器，是基于定向碳纳米管的高能量密度混合型电化学电容器，其结构包括正极、负极和正负极之间隔膜、电解质；其特征在于：

（1）其正极由直接生长在导电基体上的定向碳纳米管阵列与氧化锰或聚苯胺复合材料组成；

（2）其负极由直接生长在导电基体上的改性定向碳纳米管阵列或定向碳纳米管阵列与聚吡咯复合材料组成；

（3）其电解质为非水电解质。

2.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的导电基体材料为钛、镍、铝、铜、钽、铂、金、不锈钢中的一种金属的板、箔、网以及泡沫状金属材料；或者为石墨纸、导电碳纤维纸的碳材料；或者为金属的板、箔、网和泡沫状金属材料外包裹薄层碳质材料的复合材料。

3.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的直接生长在导电基体材料的定向碳纳米管阵列为长度为5-1000微米；各单根碳纳米管为单壁或多壁，直径为0.4-80纳米。

4.根据权利要求3所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的直接生长在导电基体材料的定向碳纳米管阵列的长度为10-800微米；各单根碳纳米管为单壁或多壁，直径为1-50纳米。

5.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的正极材料——定向碳纳米管阵列与氧化锰复合材料中，氧化锰的重量含量为2%-95 %。

6.根据权利要求5所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的正极材料——定向碳纳米管阵列与氧化锰复合材料中，氧化锰的重量含量为10%-85%。

7.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的正极材料——定向碳纳米管阵列与聚苯胺复合材料中，聚苯胺的重量含量为2%-95 %。

8.根据权利要求7所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的正极材料——定向碳纳米管阵列与聚苯胺复合材料中，聚苯胺的重量含量为10%-80%。

9.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的负极材料——改性定向碳纳米管阵列材料为负载含杂原子官能团的定向碳纳米管阵列，杂原子为以羰基、羟基、羧基形式存在的氧原子，以胺基、亚胺基、酰胺、酰亚胺官能团形式存在的氮原子、以巯基、磺酰基、亚磺酰基形式存在的硫原子、以膦基形式存在的磷原子中的一种或多种，其中非碳元素的重量含量为1%-30 %。

10.根据权利要求9所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的非碳元素的优选重量含量为2%-25%。

11.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于其负极材料——定向碳纳米管阵列与聚吡咯复合材料中，聚吡咯的重量含量为2%-95 %。

12.根据权利要求11所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的负极材料——定向碳纳米管阵列与聚吡咯复合材料中，聚吡咯的重量含量为10%-80 %。

13.根据权利要求1所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的组成电化学电容器非水电解质为有机体系电解质、离子液体或固体电解质。

14.根据权利要求13所述的一种混合型电化学电容器，其特征在于所述的有机体系电解质由有机溶剂和盐组成，电解质溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸乙二酯、碳酸丙烯酯和乙腈中的一种或多种；电解质所用盐选自四乙基四氟硼酸季铵盐、四乙基四氟硼酸季磷盐、四正丙基四氟硼酸季磷盐、四乙基六氟磷酸季铵盐、六氟磷酸锂、高氯酸锂和四氟硼酸锂中的一种或多种；浓度为0.1-5摩尔/升。