[发明专利]一种MnCo2O4/Co2(OH)3Cl复合材料的水系不对称型超级电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料的水系不对称型超级电容器，由MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料正极、碳材料负极、隔膜、电解液和外壳组成，其特征在于，所述的MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料正极中MnCo₂O₄与Co₂(OH)₃Cl的摩尔比为5～6:1；所述的碳材料负极由氮掺杂碳纤维与乙炔黑和PVDF的混合材料涂覆在泡沫镍上制备得到；所述的氮掺杂碳纤维通过如下方法制备得到：将聚吡咯纤维与KOH按质量比1:3～5研磨混合后，置于管式炉中，在氮气气氛下，以5～10℃/min的速率升温到600～750℃进行焙烧1～2h，冷却，洗涤，干燥，即得。

2.根据权利要求1所述的MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料的水系不对称型超级电容器，其特征在于，氮掺杂碳纤维与乙炔黑、PVDF的质量比为70:20:10。

3.制备权利要求1或2所述的MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料的水系不对称型超级电容器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以两个相同钴片为电极，以KCl和MnCl₂的混合溶液为电解液，通过交流电法制备MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料；KCl和MnCl₂的混合溶液中KCl的浓度范围为0.5～2.5mol/L，MnCl₂的浓度范围为0.55～1mol/L；交流电压频率为50Hz；

(2)将所得MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料与乙炔黑、PVDF混合，再加入NMP搅拌均匀后，涂覆在泡沫镍上，真空干燥，压片，制成MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料正极；

(3)将氮掺杂碳纤维与乙炔黑、PVDF混合，再加入NMP搅拌均匀后，涂覆在泡沫镍上，真空干燥，压片，制成碳材料负极；

(4)以KOH作为电解液，在MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料正极与碳材料负极中间加一层隔膜，组装成纽扣式MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料的水系不对称型超级电容器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的交流电法制备MnCo₂O₄/Co₂(OH)₃Cl复合材料是在交流电的电压为7～20V的条件下进行反应8～20h。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)和(3)中的真空干燥的温度为90℃～110℃，压片的压力为15MPa。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，氮掺杂碳纤维与乙炔黑、PVDF的质量比为70:20:10。