[发明专利]一种航空用掺镍碳基超级电容及其制备方法

权利要求书

1.一种航空用掺镍碳基超级电容制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，制备泡沫铝超级电容集流体；具体包括如下步骤，

步骤11，将泡沫铝切割之后，通过电火花打碳机去除泡沫铝表面的氧化膜，得到第一泡沫铝；

步骤12，将所述第一泡沫铝放入1mol/L的NaOH溶液中浸泡1h，除去油污，得到第二泡沫铝；

步骤13，将所述第二泡沫铝放入超声波清洗机中用去离子水洗涤10min，得到第三泡沫铝；

步骤14，将所述第三泡沫铝放入干燥箱中，以100mL/min的速度通入氮气，干燥10min制得泡沫铝超级电容集流体；

步骤2，以活性炭粉末为碳质原料，煤焦油为粘结剂，硝酸镍为催化剂，制备掺镍活性炭；具体包括如下步骤，

步骤21，以活性炭粉末为碳质原料，煤焦油为粘结剂，硝酸镍为催化剂，加入蒸馏水，在研钵中充分搅拌，得到第一混合物；活性炭粉末、煤焦油和硝酸镍的质量比为4:1:1；

步骤22，将所述第一混合物挤压成型，并干燥，得到第二混合物；

步骤23，将所述第二混合物放入800℃的电阻炉中碳化1h后，用900℃的水蒸气作为活化剂活化2h，得到掺镍活性炭；

步骤3，将掺镍活性炭均匀的涂抹在泡沫铝超级电容集流体上，得到超级电容电极片；具体包括如下步骤，

步骤31，将所述掺镍活性炭放置冷却后，用研钵研磨，并用300目筛网筛出AC粉末；

步骤32，以AB为导电剂，PTFE为粘结剂，按照AC:AB:PTFE＝8:1:1的质量比例混合，得到电极材料混合物；

步骤33，将电极材料混合物均匀涂抹在泡沫铝超级电容集流体上，放入100℃的干燥箱干燥1h，得到预制超级电容电极片；

步骤34，通过辊压机，在10MPa的压力下，将预制超级电容电极片压实，得到超级电容电极片；

步骤4，按照PC：AN：EMIAsF₆＝2.5ml：5ml：1g的比例，将电解质盐EMIAsF₆加入PC和AN的混合物中，在手套箱中制备得到有机电解液EMIAsF₆/PC+AN；其中，电解液中EMIAsF₆的浓度为2mol/L，PC和AN的混合物中PC的摩尔百分数为20％-40％；

步骤5，用所述有机电解液EMIAsF₆/PC+AN浸泡聚丙烯隔膜1h，在两片相对设置的超级电容电极片之间插入浸泡过的聚丙烯隔膜后，得到预制超级电容，在所述预制超级电容外部包裹铝塑薄膜，用塑料薄膜封口机和电热封口机进行封装超级电容，并注入所述电解液，得到航空用掺镍碳基超级电容，工作电压提升至3V，并且能够在零下40度的环境中工作。

2.一种航空用掺镍碳基超级电容，其特征在于，通过权利要求1所述制备方法所制备，包括密封设置的超级电容壳体(1)、封装在超级电容壳体(1)内的泡沫铝超级电容集流体(2)、超级电容隔膜(3)、掺镍活性炭(4)和电解液(5)；将掺镍活性炭(4)均匀的涂抹在泡沫铝超级电容集流体(2)上形成超级电容电极片，两个相对设置的超级电容电极片中插入超级电容隔膜(3)；电解液(5)填充在超级电容壳体(1)内。