[发明专利]一种高电压柔性固态超级电容器及其制备方法有效
| 申请号： | 201710969308.0 | 申请日： | 2017-10-16 |
| 公开（公告）号： | CN107919233B | 公开（公告）日： | 2019-10-29 |
| 发明（设计）人： | 王凯;马衍伟 | 申请（专利权）人： | 中国科学院电工研究所 |
| 主分类号： | H01G11/56 | 分类号： | H01G11/56;H01G11/36;H01G11/84 |
| 代理公司： | 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 | 代理人： | 关玲 |
| 地址： | 100190 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 一种高电压柔性固态超级电容器及其制备方法，包括凝胶电解质薄膜、柔性集流体、电极和封装层；所述电极涂覆于柔性集流体表面，构成柔性电极片；依照封装层‑柔性电极片‑凝胶电解质膜‑柔性电极片‑封装层的顺序叠放，封装层包裹柔性电极片‑凝胶电解质膜‑柔性电极片。首先制备电极活性材料和柔性电极片，然后制备离子凝胶并浇铸成薄膜，将两个柔性电极片和凝胶电解质按照柔性电极片‑凝胶薄膜‑柔性电极片的顺序叠放，用热塑性高分子薄膜封装后制成高电压柔性固态超级电容器。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 电压 柔性 固态 超级 电容器 及其 制备 方法 | ||
【主权项】：
1.一种高电压柔性固态超级电容器，其特征在于：所述的高电压柔性固态超级电容器包括凝胶电解质薄膜、柔性集流体、电极和封装层；所述的凝胶电解质薄膜为高电压离子凝胶；高电压离子凝胶包含高分子基体材料和离子液体电解质，高分子基体材料的高分子基体呈空间网状结构，其空隙中充满离子液体电解质，形成高电压离子凝胶薄膜；所述高分子基体材料为聚偏氟乙烯(PVdF)或(聚偏氟乙烯‑六氟丙烯)共聚物(PVDF‑HFP)或聚氧乙烯(PEO)；所述离子液体电解质是由有机阳离子和阴离子组成的室温液态溶盐；所述离子液体电解质为1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIBF4)或1‑乙基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)或1‑乙基‑3‑甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)或亚安盐(EMITFSI)；凝胶薄膜的厚度为10微米‑5毫米；所述电极涂覆于柔性集流体表面，构成柔性电极片；依照封装层‑柔性电极片‑凝胶电解质膜‑柔性电极片‑封装层的顺序叠放，封装层包裹柔性电极片‑凝胶电解质膜‑柔性电极片；所述电极的活性材料为氧化石墨烯‑导电聚合物煅烧活化形成的石墨烯基多孔碳纳米材料，制备方法如下；采用Hummers法将天然石墨氧化为氧化石墨，并通过探针超声分散剥离制备成氧化石墨烯水溶液；然后在氧化石墨烯水溶液中加入导电聚合物单体、掺杂剂和氧化剂过硫酸铵，在‑10℃至25℃的温度下，搅拌反应1‑48小时，获得氧化石墨烯‑导电聚合物复合材料，并洗涤干燥；将氧化石墨烯‑导电聚合物复合材料与氢氧化钾研磨混匀后放入管式炉在氩气气氛下煅烧活化，然后室温下用稀盐酸洗涤、干燥，获得石墨烯基多孔碳复合纳米材料；所述柔性超级电容器的电压为3.5‑4V，电容容量为100‑250F/g；能量密度为50‑106Wh/Kg；充放电循环10000次后的电容保持率为80‑98％。
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- 2016-09-27 - 2018-04-03 - H01G11/56
- 本发明属于聚合物复合膜制备技术领域，具体涉及一种用于超级电容器的新型高效聚芳醚/离子液体复合膜及其制备方法。复合膜是利用离子液体(咪唑鎓类离子液体)作为改性材料，含有官能团的聚芳醚(含脂肪链羧基的聚芳醚酮、聚芳醚砜，含苯羧基的聚芳醚酮、聚芳醚砜，含氨基的聚芳醚酮、聚芳醚砜)作为基体材料，配制成均匀的混合溶液，并以流延法制备而成。所发明的复合膜可以应用于超级电容器，作为聚合物电解质和隔膜使用，为超级电容器器件的小型化和安全性提供了新的思路。通过热失重实验数据可以看到聚合物和离子液体复合膜在220℃以内都能保持稳定，在超级电容器的使用温度范围内可以正常运行，并且为超级电容器的安全运行提供良好保障。
- 固体聚合物电解质和包含其的电化学装置-201680036227.9
- O.比西纳;C.默希埃尔 - 罗地亚经营管理公司
- 2016-04-20 - 2018-03-06 - H01G11/56
- 本发明涉及一种包含低共熔混合物的固体聚合物电解质，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。该固体聚合物电解质可以通过聚合和/或交联包含低共熔混合物以及可聚合的和/或可交联的化合物的组合物来获得，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。此外，本发明还涉及一种用于生产所述固体聚合物电解质的方法并且涉及其作为电解质在电化学装置中、特别地作为电解质在电池中或在电子显示装置中、特别地电致变色装置中的用途。
- 一种以氧化还原介质掺杂的有机相凝胶为电解质的电化学超级电容器-201610117510.6
- 马於光;张环环;路萍 - 吉林大学
- 2016-03-02 - 2018-02-13 - H01G11/56
- 一种以氧化还原介质掺杂的有机相凝胶为电解质的电化学超级电容器，属于电化学超级电容器技术领域。由第一导电基底、第一导电聚合物薄膜、有机凝胶电解质层、第二导电聚合物薄膜和第二导电基底组成，其中有机凝胶电解质中掺杂有氧化还原介质二茂铁或4‑氧‑2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氧自由基。本发明利用有机凝胶电解质中掺杂介质的快速可逆的氧化还原反应与超级电容器电极材料的电子协同作用，极大得提高了超级电容器电极材料的比容量、能量密度。器件的多圈循环稳定性和不同充放电电流密度下的比电容保持性都得到了改善，证明该方法是一种简便且普适的用于提高超级电容器材料和器件性能的有效手段。
- 生物质基胶体电解质及生物质基胶体电解质超级电容器-201410490918.9
- 阎景旺;高兆辉;李然;姜靓 - 中国科学院大连化学物理研究所
- 2014-09-23 - 2018-01-23 - H01G11/56
- 一种生物质基胶体电解质及生物质基胶体电解质超级电容器属于超级电容器技术领域。该胶体电解质的制备方法是将海石花菜与去离子水混合加热至沸腾，使海石花菜溶解于去离子水中，再用小火熬制形成溶胶，然后与不同种类的电解液混合形成胶体电解质。用该生物质基胶体电解质组装的超级电容器具有内阻低和功率密度高的优点。此外，该生物质基胶体电解质具有制备工艺简单、安全环保，易于实现大规模工业化生产的特点。
- 一种可透气的对称型柔性全固态超级电容器及其制备方法-201710438193.2
- 蔡克峰;陈元勋;宋海军 - 同济大学
- 2017-06-12 - 2017-11-17 - H01G11/56
- 本发明涉及一种可透气的对称型柔性全固态超级电容器及其制备方法，所述超级电容器通过以下步骤制成(1)取氧化剂和掺杂剂溶于去离子水中，得到混合液A，再转移至含有预处理后的无尘纸的培养皿中，低温预处理；(2)将吡咯单体分散于正己烷中，低温预处理，得到混合液B；(3)将混合液B逐滴加入培养皿中，静置反应；(4)取出反应产物，洗涤，干燥，即得到电极材料；(5)再将两片相同的电极材料浸入凝胶电解液中，取出两片电极材料分别作为正极和负极面对面放置，中间再涂一层凝胶电解液，干燥，即得到超级电容器。与现有技术相比，本发明的超级电容器具有优异的电化学性能，良好的透气性以及柔性性能，操作简单，可批量化生产等。
- 一种基于PBI‑KOH阴离子导电聚合物电解质的全固态超级电容器及其制备方法-201610035615.7
- 闫健;徐晨曦;吴玉程;秦清清 - 合肥工业大学
- 2016-01-19 - 2017-09-22 - H01G11/56
- 本发明公开了一种基于PBI‑KOH阴离子导电聚合物电解质的全固态超级电容器及其制备方法。其特征在于全固态超级电容器是以KOH掺杂的PBI(聚苯并咪唑)阴离子导电聚合物作为电解质、以KOH掺杂的PBI阴离子导电聚合物膜作为隔膜、以Ni(OH)2纳米球作为正极材料、以活性炭、介孔碳或碳纳米管作为负极材料，添加集流体后组装而成。本发明的超级电容器实现了真正的碱性全固态，所使用的聚合物电解质不需要添加液体电解液，提高了超级电容器使用的安全性及实用性，并且相比与传统的凝胶电极准固态超级电容器，具有更好的超电容性能。
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