[发明专利]全固态非对称电容器的制备方法

说明书

本发明公开了一种全固态非对称电容器的制备方法，用于解决现有电容器的制备方法实用性差的技术问题。技术方案是以Co₃O₄@CoWO₄纳米线阵列核壳结构材料为正极，以活性炭为负极。首先将正、负极材料浸入固态电解质原始浆料，然后在真空干燥箱中干燥，再将正极、隔膜、负极叠合在一起，最后在真空或惰性气氛中装入外壳，得到全固态超级电容器。本发明充分利用核和壳材料，提供高的比表面积和快速离子扩散途径，通过对其关键的电极材料的成分、结构及形貌的控制，与背景技术方法制备超级电容器相比，该制备方法操作简单、安全性高、电解质不易泄漏、不易燃烧爆炸，且具有较高的比电容、能量密度和功率密度以及更长的循环寿命，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种电容器的制备方法，特别涉及一种全固态非对称电容器的制备方法。

背景技术

超级电容器也称电化学电容器，是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能器件，具有优良的可逆充放电性能和大容量储能性能如：功率密度高、循环寿命长、充电速度快、能够瞬时大电流放电、绿色无污染，具有很广阔的应用前景。

最初使用的超级电容器一般为液态电容器，为了提高电解质的电压窗口，液态电容器一般使用有机溶剂溶解离子化合物，这些溶剂大多易燃且有毒性，并且液态物质易发生泄漏，严重影响超级电容器的安全性。全固态超级电容器因其体积小、重量轻、便于携带、不存在电解液泄露、不易爆炸，具有良好的可靠性。因此，使用安全且易加工的固态超级电容器的发展重要的方向之一，但其也存在能量密度小的问题。

文献“Low-Cost High-Performance Solid-State Asymmetric SupercapacitorsBased on MnO2Nanowires and Fe₂O₃ Nanotubes.Peihua Yang,Yong Ding,Ziyin Lin,Nano Lett.2014,14,731-736”报道了通过水热法在碳布上长正极材料二氧化锰纳米线，在碳布上长负极材料三氧化二铁纳米管，电解质为聚乙烯醇/氯化锂混合凝胶，然后组装在一起。所组装的固态电容器在两电极下的能量密度仅为0.55mWh/cm³，此方法制备的材料能量密度低，因此，其应用将受到很大的限制。

发明内容

为了克服现有电容器的制备方法实用性差的不足，本发明提供一种全固态非对称电容器的制备方法。该方法以Co₃O₄@CoWO₄纳米线阵列核壳结构材料为正极，以活性炭为负极制备全固态超级电容器。首先将正、负极材料浸入固态电解质原始浆料，然后在真空干燥箱中干燥，再将正极、隔膜、负极叠合在一起，最后在真空或惰性气氛中装入外壳，得到全固态超级电容器。本发明充分利用核和壳材料，提供高的比表面积和快速离子扩散途径，通过对其关键的电极材料的成分、结构及形貌的控制，与背景技术方法制备超级电容器相比，该制备方法操作简单、安全性高、电解质不易泄漏、不易燃烧爆炸，且具有较高的比电容、能量密度和功率密度以及更长的循环寿命，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种全固态非对称电容器的制备方法，其特点是包括以下步骤：