[发明专利]一种制造电化学电容器的电极片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学电容器领域，尤其是涉及一种制造电化学电容器电极片的方法。

背景技术

电化学电容器也叫超级电容器，是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件，具有高能量密度、高功率密度、充放电迅速、寿命长等特点，受到了国内外的广泛关注。目前电化学电容器已经应用于电动汽车的动力电源；通信、工业等领域中的备用电源；航空、航天、国防中的高脉冲电流发生器等方面。

电化学电容器主要分为双电层电化学电容器和法拉第赝电容两大种类，其中法拉第赝电容具有比双电层电容器高10~100倍的比容量。而法拉第赝电容是指能量在电化学电容器中存储和释放、主要依靠的是氧化还原反应、电极材料的二维或者准二维空间发生电化学氧化还原反应产生的与电极充电电位相关的电容。对于赝电容的研究主要集中在过渡金属氧化物和导电聚合物两大类。与过渡金属氧化物相比较，导电聚合物既具有金属和无机半导体的电学性质，又具有有机聚合物柔韧的机械性能和可加工性，还具有电化学氧化还原活性等特点，同时导电聚合物价格低廉、不具有重金属污染等问题，因此，导电聚合物成为了电化学电容器电极最佳选择。

聚3,4乙撑二氧噻吩（PEDOT）是目前发现的一类既可以进行P掺杂，又可以n掺杂，且导电性能、热稳定性能较好的导电聚合物材料，其掺杂后的导电率可达1~500s/cm，在150℃温度下具有较稳定的导电率，因此可作为性能优良电化学电容器的电极材料。目前通过各种电化学方法制备的PEDOT膜层具有较高的比容量，可以达到200F/g以上,甚至可以高达650F/g。但是电化学方法制备的PEDOT层仅为几个微米厚度，比容量虽然较大，但实际的容量较小（容量=比容×电极质量），不能实际应用于电化学电容器电极生产，仅仅存在于实验室研究中。而能够用于实际电化学电容器电极制备的PEDOT化学聚合方法的电极比容量仅为40-80F/g。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够制造具有高比容量的电化学电极片的制造电化学电容器的电极片的方法。

本发明公开的技术方案包括：

提供了一种制造电化学电容器的电极片的方法，其特征在于，包括：将3,4乙撑二氧噻吩单体和碳纳米管溶于第一溶剂中，获得第一溶液；将氧化剂和石墨烯溶于第二溶剂中，获得第二溶液；将所述第一溶液和所述第二溶液混合获得混合溶液，并使所述混合溶液在真空环境下搅拌反应，生成聚3,4乙撑二氧噻吩-石墨烯-碳纳米管三相混合物；从所述混合溶液中提取所述三相混合物；将所述三相混合物研磨成粉末状，获得粉末状电化学电极材料；将所述粉末状电化学电极材料与碳素材料、粘合剂混合，获得混合乳液；将所述混合乳液在真空环境下加热破乳，获得聚合物浆料；将所述聚合物浆料压制成电极片。

进一步地，所述第一溶剂为正丁醇、丙酮和异丙醇。

进一步地，所述第二溶剂为正丁醇、丙酮和异丙醇。

进一步地，所述氧化剂为对甲基磺酸铁和三氯化铁。

进一步地，所述第一溶液中所述3,4乙撑二氧噻吩单体的重量比为99%至99.9%，所述碳纳米管的重量比为0.1%至1%。

进一步地，所述第二溶液中所述氧化剂的重量比为99%至99.9%，所述石墨烯的重量比为0.1~1%。

进一步地，混合所述第一溶液和所述第二溶液时，所述第一溶液与所述第二溶液的重量比为1:1至1:10。

进一步地，所述混合乳液中，所述粉末状电化学电极材料、所述碳素材料和所述粘合剂的重量比为（60~95）:（4~30）:（1~10）。

进一步地，所述粘合剂为聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯乳液或者LA133水性粘合剂。

进一步地，所述碳素材料为为乙炔黑、炭黑或者石墨。

本发明的实施例中的方法，操作简单便捷，并且制成的电极片中包括聚3,4乙撑二氧噻吩-石墨烯-碳纳米管三相混合物，比容量高。

附图说明

图1是本发明一个实施例的制造电化学电容器的电极片的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的实施例的制造电化学电容器的电极片的方法的具体步骤。

如图1所示，本发明的实施例中，一种制造电化学电容器的电极片的方法包括步骤10、步骤12、步骤14、步骤16、步骤18、步骤20和步骤22。下面结合具体的实施例详细描述各个步骤。

步骤10：制备第一溶液。