[发明专利]超级电容器复合电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种超级电容器复合电极材料的制备方法，属于电容器电极材料的制备方法。其方法是以SnCl₂.nH₂O和RuCl₃.nH₂O为前驱体，纳米TiO₂为掺杂介质；通过湿法球磨工艺、细胞破碎超声法使纳米TiO₂高度分散于乙醇中形成悬浊液，将该悬浊液与SnCl₂.nH₂O、RuCl₃.nH₂O、去离子水混合，加入NH₄HCO₃溶液直到完全反应后静置7～8h，将沉淀物烧结后随炉冷却至室温，得纳米级SnO₂/RuO₂复合物，将该复合物、PVDF、碳黑按比例混合、研磨，滴加氮钾基吡吡烙烷酮配制成浆料，将该浆料涂刷在经等离子修饰基体上形成薄膜，真空干燥即得电极材料。本发明方法制备的复合电极材料具有比电容大、等效串联电阻小、稳定性、成本较低等特点；是一种制备电容器电极材料的方法。

技术领域

本发明涉及一种电容器电极材料的制备方法，尤其涉及一种超级电容器复合电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器是一种介于物理电容器和化学电源之间的新型储能器件，具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长、安全性好、环境友好等特点；主要由电极材料、隔膜、电解液及封装材料构成。其中，电极材料的性能参数对该类器件的技术性能有直接影响。

超级电容器主要有双电层电容器和法拉第准电容器两种。碳基材料构成的双电层电容器的比电容、能量密度远不及过渡族金属氧化物RuO₂基法拉第准电容器，只能用于性能要求较低的储能设备。然而，RuO₂基法拉第准电容器的电极材料含有贵金属元素Ru，成本较高；因此目前正在探索其它性能良好、价格较廉价的电活性材料与RuO₂进行复合，以实现部分甚至完全代替RuO₂，从而获得性能优良、成本低的电极材料。

过渡族金属氧化物SnO₂在结构上与RuO₂近似，属于金红石结构。将其制备成电极材料后其比电容值一般为230～260F·g^-1，而SnO₂的成本仅为RuO₂的5%；将SnO₂、RuO₂这两种活性材料进行复合，则可获得比电容值较高而成本较低的超级电容器复合电极材料。目前主要采用电沉积法来制备超级电容器的SnO₂、RuO₂复合电极材料，虽然该复合电极的比电容值较高、薄膜厚度均匀，但制备过程中对溶液酸碱度反应敏感、不易控制；而且前驱体SnCl₂.nH₂O、RuCl₃.nH₂O的利用率较低，导致成本较高。而采用溶胶凝胶法制备超级电容器电极材料，虽然该电极的活性物为多孔水合态，其比电容值也较高、且利于工业化生产；但活性物粒子容易团聚、粒径较大，难以形成匀均分散的多孔状活性材料，导致电极的性能偏低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种超级电容器复合电极材料的制备方法，利用该方法制备的电极材料内阻小、比电容高、成本低、性能稳定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案包括基体处理、涂刷浆料、干燥；具体方法如下：

1）用金相砂纸去除所述基体表面的氧化物；

2）将经过打磨的基体置于超声波清洗机中依次用丙酮、碱液清洗5min；

3）用等离子机对经过清洗的基体进行表面处理3～5min，保证火焰喷头距离基体表面2～3cm；