[发明专利]一种超级电容器的电极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超级电容器的电极材料及其制备方法，所述电极材料按质量百分含量计，包含如下原料组分：5‑15％的碳纳米管、4‑8％的纳米铂、25‑40％的氯化银和45‑60％的导电高分子单体。所述制备方法为将配方量的碳纳米管、纳米铂和氯化银分散于表面活性剂的水溶液中，然后向所述分散液A中加入配方量的导电高分子单体和电解质，混合后将工作电极和对电极置于得到的分散液中，在所述工作电极和对电极之间施加电压，进行电化学聚合，聚合完成后，在所述工作电极上得到所述电极材料。本发明提供的电极材料具有较高的导电性能和比容量，有助于提高超级电容器的功率和能量。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种超级电容器的电极材料及其制备方法。

背景技术

超级电容器由于具有传统电池无法比拟的高功率密度、长循环寿命和无污染等特点，有希望成为本世纪新型的绿色电源。电极材料是超级电容器最为关键的部分，也是决定其性能的主要因素，因此开发具有优异性能的电极材料是超级电容器研究中最核心的课题。

超级电容器常用的电极材料有导电高分子材料(聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩以及它们的衍生物等)、碳素材料(活性炭、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等)和金属氧化物(氧化钌等)。上述电极材料单独使用时均具有各自的优缺点，复合电极材料能够综合不同材料的优点，使其电性能进一步提高，从而获得了广泛的研究。

CN 105111702A公开了一种基于高分子材料/石墨烯的复合电极材料，在电极改性过程中利用有机高分子材料的高温降解，将纳米铂与石墨烯紧密结合并附着在电极上，提高了电极修饰物的均匀性，大大增加了载体电极的导电性。但实际上由于该复合电极材料所用的高分子材料本身不导电，且石墨烯和纳米铂分散困难，其添加量不能使其形成完整的导电通路，因此该复合电极材料的导电性能和比容量并不理想，经研究，其在5mA/cm²的电流密度下的比容量仅为30-42F/g。此外，该复合电极材料的制备方法复杂，需要在氩气保护下升温至650℃以上，不利于工业生产。

因此，用于超级电容器的电极材料的导电性能和比容量还有待于进一步提高，其制备方法也需要进一步改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超级电容器的电极材料及其制备方法。该电极材料具有较高的导电性能和比容量，有助于提高超级电容器的功率和能量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种超级电容器的电极材料，按质量百分含量计，包含如下原料组分：

碳纳米管5-15％、纳米铂4-8％、氯化银25-40％和导电高分子单体45-60％。

本发明提供的电极材料中，碳纳米管被完全包覆于导电高分子单体形成的导电聚合物中，碳纳米管高长径比的特点使其可以将大面积的导电聚合物连接起来，形成完整的导电通路，并且碳纳米管、纳米铂和氯化银具有协同作用，通过将三者的用量调节在合适的范围内，从而使本发明提供的电极材料具有较高的导电性能和比容量。

本发明中，碳纳米管的质量百分含量可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等。

纳米铂的质量百分含量可以是4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等。

氯化银的质量百分含量可以是25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％等。

导电高分子单体的质量百分含量可以是45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％或60％等。