[发明专利]一种固态聚合物电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种固态聚合物电容器，其特征包括由活性物质，导电添加剂和粘结剂组成的正极和负极，由溶剂、聚合物单体和锂盐组成的聚合物电解质和隔膜；所述聚合物单体选自至少含有一个氧原子的环状醚类有机物的一种或几种，单体所占的体积分数为50%-80%；所述环状醚类有机物选自四氢呋喃和1 ,3-二氧戊环的混合物，1 ,3-二氧戊环和三聚甲醛的混合物中的至少一种，其中，在这些混合物中，两种单体之间的体积比为1:3-3:1；所述聚合物电解质由聚合物单体原位聚合得到；

所述锂盐选自双(三氟甲基磺酸)亚胺锂和六氟磷酸锂混合物或六氟硼酸锂与三氟甲基磺酸锂的混合物，其中，电解质溶液中三氟甲基磺酸锂或双(三氟甲基磺酸)亚胺锂的摩尔浓度为0.5-2.0M，六氟磷酸锂或六氟硼酸锂的摩尔浓度为0.03-0.08M。

2.根据权利要求1所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述溶剂包括二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、乙腈（ACN）、二氯甲烷（DCM）、乙二醇二甲醚（DME）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、螺环四氟硼酸季铵盐(SBP-BF₄)、1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、四乙基胺四氟硼酸盐、四甲基胺四氟硼酸盐、三甲基-乙基胺四氟硼酸盐、四丁基胺四氟硼酸盐中的一种或几种；溶剂所占的体积分数为10%-90%。

3.根据权利要求1所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述溶剂选自四乙基胺四氟硼酸盐、四甲基胺四氟硼酸盐、三甲基-乙基胺四氟硼酸盐、四丁基胺四氟硼酸盐中的一种或几种；溶剂所占的体积分数为20%-50%。

4.根据权利要求1所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述正极中，活性物质为活性炭（AC）、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、生物炭、碳材料与金属氧化物的复合物、金属氧化物、含锂金属氧化物、导电聚合物中的一种或几种；导电添加剂为Super P，柯琴黑，石墨烯，导电碳纳米管中的一种或几种，粘结剂为聚偏二氟乙烯（PVDF），聚四氟乙烯（PTFE），羧甲基纤维素钠（CMC），丁苯橡胶（SBR）中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述碳材料与金属氧化物的复合物选自活性炭与TiO₂, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, CoO, SiO₂, NiO, MnO₂中的至少一种的复合物；所述金属氧化物选自RuO₂, RuO₂.H₂O, MnO₂, NiO, CoO, TiO₂中的至少一种；所述含锂金属氧化物选自LiFePO₄、锰酸锂、钴酸锂、LiNiO₂、LiVO₂中的至少一种；所述导电聚合物选自聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚对苯，聚并苯，聚乙烯二茂铁中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述正极中，活性物质的质量占正极总体质量的70%-99%，导电添加剂占正极总体质量的0.5%-20%，粘结剂占正极总质量的0.5%-20%。

7.根据权利要求1所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述隔膜选自PP膜、PE膜、PP/PE膜、PP/PE/PP膜中的一种。

8.根据权利要求1所述的固态聚合物电容器，其特征在于，所述负极为活性炭、生物炭、金属氧化物、含锂金属氧化物、锂碳复合物、嵌锂硅基复合材料、嵌锂锡碳复合材料、石墨烯中的一种或几种。