[发明专利]一种自粘附软电极材料及其加工方法

说明书

本发明涉及级电容器材料技术领域，具体公开了一种自粘附软电极材料及其加工方法。所述自粘附软电极材料包括支撑基体、导电填充物和金属粒子，所述的金属粒子为L_iN_iO₂原料在酸性气氛下进行加工形成的共构体；所述的导电填充物和金属粒子相互熔融且连续的分布在支撑基体的内部；支撑基体形成包裹外层，包裹外层上开设有纳米级透孔。本发明中的LiNiO₂在酸性气氛中可以Li⁺和Ni³⁺的形式存在，大大提高了离子交换反应的进程，提高了充放电效果。使用NiOOH和LiOH作为原料清洁且环保，制备工艺简单，操作条件温和，可移植性强。

技术领域

本发明涉及超级电容器材料技术领域，具体涉及一种自粘附软电极材料及其加工方法。

背景技术

超级电容器是一种介于传统平板电容器和化学电源之间的新型储能器件，具有高功率密度、大容量、快速充放电、超长循环寿命、污染小、高可靠性等优点，其电容量可达法拉级别，在移动通讯、信息技术、电力系统、电动汽车、航空航天等方面都具有广阔的应用前景。按照储能机理，超级电容器可分为双电层电容器和赝电容器，前者是利用电极表面与电解液之间的静电吸引存储能量，此类电极材料主要是具有高比表面积的碳系材料，包括活性炭、碳气凝胶、碳纳米管、碳纤维和石墨烯等，但比电容量较低；后者是依靠电极材料与电解液之间的氧化还原反应产生法拉第电荷来存储电量，产生的电容量是双电层电容容量的10-100倍，该类电极材料有金属氧化物(如RuO2、Co3O4等)，其中RuO2电极材料具有良好的导电性，是一种综合性能优异的材料，但由于其价格高昂且有毒性，因而限制RuO2的产业化应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自粘附软电极材料，所述自粘附软电极材料包括支撑基体、导电填充物和金属粒子，所述的金属粒子为L_iN_iO₂原料在酸性气氛下进行加工形成的共构体；所述的导电填充物和金属粒子相互熔融且连续的分布在支撑基体的内部；支撑基体形成包裹外层，包裹外层上开设有纳米级透孔。

优选的：所述支撑基体、导电填充物和金属粒子的比重为：支撑基体5-15份、导电填充物40-80份，金属粒子5-55份。

优选的：所述支撑基体、导电填充物和金属粒子的比重为：支撑基体10份、导电填充物70份，金属粒子20份。

优选的：所述支撑基体是PVA、PVDF、PVB、聚氨酯中的一种或者多种组合。

优选的：所述支撑基体是PVA。

优选的：所述导电填充物是石墨烯、碳管、导电炭黑、膨胀石墨、纳米银线和碳纳米管中的一种或者多种组合。

优选的：所述支撑基体是纳米银线或碳纳米管。

本发明还提供一种自粘附软电极材料的加工方法，所述加工方法的步骤包括:

所需量的NiOOH和LiOH按照一个预先设置的摩尔比进行混合获得金属粒子混合物；

将所需量的导电填充物和金属粒子混合物混合并加入到碳酸氢铵溶液中；

在超声环境下充分搅拌，冷却后进行过滤；

将过滤物在一个预设的压力下压制成片；

然后将片状结构外表包裹支撑基体获得前驱体；

对前驱体进行煅烧使前驱体内部沉积的碳酸氢铵气化；

然后放置在PH为4-5的酸性溶液中浸泡12h，获得自粘附软电极材料。

优选的：所述NiOOH和LiOH的摩尔比是1:1.05。

优选的：所述碳酸氢铵溶液的浓度为21％。