[发明专利]一种超级电容器

权利要求书

1.一种超级电容器，其特征在于，包括电极片、隔离膜、极柱和外壳，其特征在于：所述电极片包括集流体、设置于所述集流体表面的底层涂层和设置于所述底层涂层表面的顶层涂层，所述底层涂层和所述顶层涂层均包括活性物质、导电剂和粘接剂，并且所述底层涂层的粘接剂含量小于所述顶层涂层的粘接剂的含量；

所述底层涂层和所述顶层涂层的活性物质均包括碳材料和导电聚合物，所述碳材料和所述导电聚合物的质量比为(70～95)：(5～30)；所述碳材料具有核壳结构，其核层包括石墨烯纤维和碳纳米管，其壳层为二氧化锰功能层，所述石墨烯纤维和碳纳米管的质量比为(50～80)：(20～50)；

所述导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯中的至少一种；

所述碳材料的制备方法包括如下步骤：

第一步，三电极体系的构建：

电解液：0.5mol/L-2mol/L的MnSO₄水溶液；

工作电极：石墨烯纤维和碳纳米管的混合物；

对电极：直径为0.5mm-2mm的铂丝；

参比电极：Ag/AgCl，2mol/L-4mol/L的KCl；

第二步，阴极恒电流沉积：设置阴极电极电流为200μA/cm²-600μA/cm²，沉积时间为10min-1h，将沉积产物反复冲洗干净，冻干，即得。

2.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述石墨烯纤维的直径为500nm-3μm，所述石墨烯纤维的长度为5μm-2mm，所述石墨烯纤维的强度为100MPa-300MPa，所述石墨烯纤维的导电率为2000S/m-5000S/m。

3.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述碳纳米管为单管壁的碳纳米管，并且所述碳纳米管的管径为2nm-8nm，所述碳纳米管的壁厚为0.6nm-2nm。

4.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述导电聚合物的重均分子量为5000～100000。

5.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述二氧化锰功能层的厚度为80nm-1.5μm。

6.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑或炭黑。

7.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述粘接剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述底层涂层的粘接剂的质量含量为5％-8％，所述顶层涂层的粘接剂的含量为1％-4％。