一種不對稱電容器及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電容器技術領域，更具體地說，是涉及一種不對稱電容器及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著化石燃料的日益枯竭，人們加快了對風能、太陽能等可再生能源的開發利用，但是這些新能源開發過程中大多伴隨著不穩定、不均衡、地區差異大等限制，因此人們對能源儲存設備提出了更高的要求，而超級電容器由于其容量大、制作成本低、循環穩定性好，在電能的儲存和轉化中發揮了重要作用。
[0003]超級電容器是一種介于電容器和電池之間的新型儲能器件。與傳統的電容器相比，電化學電容器具有更高的比容量;與電池相比，具有更高的比功率，可瞬間釋放大電流，充電時間短，充電效率高，循環使用壽命長，無記憶效應和基本免維護等優點。因此，它在移動通訊，消費電子，電動交通工具，航空航天等領域具有很大的潛在應用價值。
[0004]超級電容器主要由電極材料、集流體、隔膜、電解液組成。根據活性材料的不同，超級電容器可以分為雙電層電容器、贗電容電容器和混合電容器，其中混合電容器即不對稱電容器。不對稱電容器在充放電過程中正、負極的儲能機理不同，具有雙電層電容器和電池的雙重特征，不僅比電容高而且循環穩定性好。因此，不對稱電容器成為電容器研究的熱點之一O
[0005]目前，不對稱電容器的電極材料可以通過涂布工藝或覆膜工藝制備。其中，覆膜工藝是先將活性材料漿料制成薄膜，然后再粘接在集流體上;而涂布工藝是直接將活性材料漿料涂覆在集流體上。現有技術都是按照其中的一種工藝完成正負極的制片，但是，現有技術采用某一種工藝制備得到的正負極極片的匹配性較差，得到的不對稱電容器比容較低且能量密度較小。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種不對稱電容器及其制備方法，本發明提供的不對稱電容器的比容高且能量密度大。
[0007]本發明提供了一種不對稱電容器，包括:正極極片、負極極片、電解液以及介于正極極片和負極極片之間的隔膜，所述正極極片由正極漿料采用涂布工藝制備而成，所述正極漿料包括氫氧化鎳;所述負極極片由負極漿料采用覆膜工藝制備而成，所述負極漿料包括碳材料。
[0008]優選的，所述正極漿料由包括正極主體材料和增稠劑的混合物制成；所述正極主體材料包括氫氧化鎳；
[0009 ] 所述正極主體材料與增稠劑的質量比為100:(1?30)。
[0010]優選的，所述正極主體材料包括:
[0011]氫氧化鎳80重量份?90重量份；
[0012]粘結劑2重量份?5重量份；
[0013]導電劑4重量份?10重量份；
[0014]正極添加劑3重量份?5重量份。
[0015]優選的，所述粘結劑包括聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一種或兩種。
[0016]優選的，所述導電劑包括乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳納米管中的一種或多種。
[0017]優選的，所述正極添加劑包括亞氧化鈦和鎳粉中的一種或兩種。
[0018]優選的，所述增稠劑包括羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素中的一種或兩種。
[0019]優選的，所述負極楽料由包括碳材料的負極主體材料制成；
[0020]所述負極主體材料包括:
[0021 ] 碳材料80重量份?90重量份；
[0022]粘結劑4重量份?10重量份；
[0023]導電劑4重量份?5重量份；
[0024I負極添加劑2重量份?5重量份；
[0025]所述負極添加劑為亞氧化鈦。
[0026]優選的，所述正極極片和負極極片的質量比為(0.4?1.1):1。
[0027]本發明還提供了一種上述技術方案所述的不對稱電容器的制備方法，包括以下步驟:
[0028]A)將正極漿料涂覆在第一集流體上，依次經干燥、壓實，得到正極極片；所述正極漿料包括氫氧化鎳；
[0029]B)將負極漿料成膜后輥壓在第二集流體上，得到負極極片;所述負極漿料包括碳材料；
[0030]C)將正極極片、負極極片、隔膜和電解液進行組裝，得到不對稱電容器；
[0031 ] 所述步驟A)和B)沒有順序限制。
[0032]本發明提供了一種不對稱電容器及其制備方法，所述不對稱電容器包括:正極極片、負極極片、電解液以及介于正極極片和負極極片之間的隔膜，所述正極極片由正極漿料采用涂布工藝制備而成，所述正極漿料包括氫氧化鎳;所述負極極片由負極漿料采用覆膜工藝制備而成，所述負極漿料包括碳材料。與現有技術相比，本發明提供的不對稱電容器的正極極片和負極極片分別采用不同的工藝制備而成，兩極片能較好匹配，提高不對稱電容器的整體性能，得到的不對稱電容器的比容高且能量密度大。實驗結果表明，本發明提供的不對稱電容器的比容在130F/g以上，能量密度在31Wh/kg以上。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明實施例1提供的不對稱電容器的充放電曲線；
[0034]圖2為本發明實施例1?3提供的不對稱電容器的CV曲線。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036]本發明提供了一種不對稱電容器，包括:正極極片、負極極片、電解液以及介于正極極片和負極極片之間的隔膜，所述正極極片由正極漿料采用涂布工藝制備而成，所述正極漿料包括氫氧化鎳;所述負極極片由負極漿料采用覆膜工藝制備而成，所述負極漿料包括碳材料。
[0037]本發明提供的不對稱電容器的正極極片和負極極片分別采用不同的工藝制備而成，兩極片能較好匹配，提高不對稱電容器的整體性能，得到的不對稱電容器的比容高且能量密度大。
[0038]在本發明中，所述正極極片由正極漿料采用涂布工藝制備而成。在本發明中，所述正極漿料包括氫氧化鎳。在本發明中，所述氫氧化鎳為本領域技術人員熟知的用于制備正極極片的贗電容材料，本發明采用涂布工藝能夠避免反復碾壓造成的空隙堵塞，從而避免影響電解質離子進出，同時也使贗電容材料得以完整。
[0039]在本發明中，所述正極漿料優選由包括正極主體材料和增稠劑的混合物制成。在本發明中，所述正極主體材料優選包括:氫氧化鎳80重量份?90重量份;粘結劑2重量份?5重量份;導電劑4重量份?10重量份;正極添加劑3重量份?5重量份。
[0040]在本發明中，所述氫氧化鎳優選為球形氫氧化鎳和片狀氫氧化鎳中的一種或兩種，更優選為球形氫氧化鎳。本發明對所述氫氧化鎳的來源沒有特殊限制，采用本領域技術人員熟知的上述球形氫氧化鎳和片狀氫氧化鎳的市售商品即可。在本發明中，所述氫氧化鎳的中值粒徑優選為61μηι?83μηηι，更優選為74μηι。在本發明中，所述正極主體材料優選包括80重量份?90重量份的氫氧化鎳，更優選為85重量份?89重量份。
[0041]在本發明中，所述粘結劑優選包括聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一種或兩種，更優選為聚四氟乙烯。本發明對所述粘結劑的來源沒有特殊限制，采用本領域技術人員熟知的上述聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯的市售商品即可。在本發明中，所述正極主體材料優選包括2重量份?5重量份的粘結劑，更優選為3重量份?4重量份。
[0042]在本發明中，所述導電劑優選包括乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳納米管中的一種或多種，更優選為乙炔黑、石墨烯和碳納米管中的一種或多種，最優選為乙炔黑。本發明對所述導電劑的來源沒有特殊限制，采用本領域技術人員熟知的上述乙炔黑、石墨粉、石墨烯和碳納米管的市售商品即可。在本發明中，所述正極主體材料優選包括4重量份?10重量份的粘結劑，更優選為5重量份?6重量份。
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