[发明专利]一种制造电化学电容器复合电极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，尤其是涉及一种制造电化学电容器复合电极材料的方法。

背景技术

电化学电容器又被称为超级电容器，或是法拉电容，是一种介于高功率密度的电容器和高能量密度的二次电池之间的新型储能元器件。其具有快速充放电速度、高容量、低成本、长寿命、无污染等优点，是当代电子元器件发展的一个里程碑。

电化学电容器按原理分为双电层电容器及法拉第赝电容器，前者储能机理是依靠固态电极和电解液两相之间界面处所产生的正电荷与负电荷分布层，自发形成双电层；后者是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。

双电层电容器的典型材料是碳基材料，包括活性炭、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、石墨、中间相炭微球、活性炭纤维、炭气凝胶等，而法拉第赝电容器的活性材料分为过渡金属氧化物与导电聚合物，包括聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、氧化钌、二氧化锰等等。其中中间相炭微球的中孔孔容含量高达60%以上，且其球体外存在许多官能团，而具有较大的表面活性和导电性，是一种新型的电化学电容器活性材料。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种制造电化学电容器复合电极材料的方法，用该复合电极材料作为电极材料制成的电化学电容器具有高稳定性、高比容量、高循环寿命等优点。

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复合电极材料的方法，其特征在于，包括：步骤A：将中间相炭微球活化，形成活化中间相炭微球；步骤B：将所述活化中间相炭微球与噻吩单体加入去离子水中并分散，获得活化中间相炭微球和噻吩单体混合分散液；步骤C：在所述活化中间相炭微球和噻吩单体混合分散液中加入氧化剂并反应，获得聚噻吩/中间相炭微球复合材料。

本发明的一个实施例中，所述步骤A包括：将浓硝酸与所述中间相炭微球混合，并且60摄氏度下回流4小时，然后清洗并烘干；将所述中间相炭微球在800至1000摄氏度下活化2至3小时；将活化后的所述中间相炭微球清洗并干燥后，研磨2至4小时，获得所述活化中间相炭微球。

本发明的一个实施例中，所述浓硝酸与所述中间相炭微球的质量比为3:1至6:1。

本发明的一个实施例中，所述步骤B包括：将所述活化中间相炭微球和所述噻吩单体加入去离子水中并且超声分散3至5小时。

本发明的一个实施例中，所述中间相炭微球和所述噻吩单体的质量比为10:1至1:10，所述去离子水的质量为所述中间相炭微球和所述噻吩单体的质量之和的10倍。

本发明的一个实施例中，所述步骤C包括：在所述活化中间相炭微球和噻吩单体混合分散液中加入氧化剂，并在室温下搅拌反应24小时。

本发明的一个实施例中，所述氧化剂与所述噻吩单体的质量比为3:1至6:1。

本发明的一个实施例中，所述氧化剂为氯化铁、对甲苯磺酸铁或者过硫酸氨。

本发明的一个实施例中，所述步骤C之后还包括：用稀盐酸、去离子水和丙酮分别清洗所述聚噻吩/中间相炭微球复合材料并在60摄氏度下真空干燥24小时，然后球磨2至4小时。

本发明的实施例中提供了制造电化学电容器复合电极材料的方法，用由该方法制造的复合电极材料作为电极材料制成的电化学电容器具有稳定性好、比容量高、循环寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明一个实施例的制造电化学电容器复合电极材料的方法的流程示意图。

图2是显示用根据本发明的方法制造的复合电极材料作为电极材料制造的电化学电容器的实测参数的图。

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复合电极材料的方法的具体步骤。

本发明的实施例中，一种制造电化学电容器复合电极材料的方法的步骤如图1所示，下面将具体说明其中的各个步骤。

步骤10：制备活化中间相炭微球。

本发明的实施例中，可以首先将中间相炭微球活化，形成活化中间相炭微球。

例如，本发明的实施例中，可以将浓硝酸与中间相炭微球混合，并且60摄氏度下回流4小时，然后清洗并烘干；然后将中间相炭微球在800至1000摄氏度下活化2至3小时；最后将活化后的中间相炭微球清洗并干燥后，研磨2至4小时，从而获得活化中间相炭微球。

这里，浓硝酸的可以是69%的浓硝酸。

这里，浓硝酸和中间相炭微球的质量比可以为3:1至6:1。