[发明专利]一种航空用掺镍碳基超级电容及其制备方法

说明书

本发明一种航空用掺镍碳基超级电容及其制备方法，所述的制备方法，包括步骤1，制备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；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；步骤4，将电解质盐EMIAsF₆加入PC和AN的混合物中，得到电解液；其中，PC和AN的混合物中PC的摩尔百分数为20％‑40％；步骤5，用所述电解液浸泡超级电容隔膜，在两片超级电容电极片之间插入浸泡过的超级电容隔膜后，封装超级电容，并注入所述电解液，得到本发明所述的航空用掺镍碳基超级电容；工作温度范围宽、工作电压高。

技术领域

本发明涉及超级电容技术领域，具体为一种航空用掺镍碳基超级电容及其制备方法。

背景技术

超级电容器是一种介于二次电池和传统物理电容器之间的新型能源器件，兼有电容和电池的双重功能，其功率密度远高于普通电池(10～100倍)，能量密度远高于传统物理电容(100倍)，与传统电容器相比，超级电容器存储的能量密度为传统电容器的10倍以上；与电池相比，具有更高的功率密度、充放电时间短、充放电效率高、循环使用寿命长等优点。

超级电容可以作为便携式仪器设备或数据记忆存储系统的后备电源以及作为电动汽车的储能部件或内燃机车的启动电源在通信、工业等领域广泛应用，也可以作为高脉冲电流发生器在航空、航天、国防等方面发挥重要作用。但是，传统超级电容在使用时对环境温度要求较高，不适合在低温环境下使用，并且工作电压一般不超过2V。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种航空用掺镍碳基超级电容及其制备方法，通过本发明提供的航空用掺镍碳基超级电容制备方法所制备的航空用掺镍碳基超级电容工作温度范围宽、工作电压高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种航空用掺镍碳基超级电容制备方法，包括如下步骤：

步骤1，制备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；

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；

步骤4，将电解质盐EMIAsF₆加入PC和AN的混合物中，得到电解液；其中，PC和AN的混合物中PC的摩尔百分数为20％-40％；

步骤5，用所述电解液浸泡超级电容隔膜，在两片超级电容电极片之间插入浸泡过的超级电容隔膜后，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。

优选的，所述的步骤1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。

优选的，所述的步骤2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；