一種炭/氯氧化鉍超級電容電池及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種炭/氯氧化鉍超級電容電池及其制備方法。本發明采用氯氧化鉍電極提供法拉第電容，炭材料電極提供雙電層電容，堿液為電解質。所述氯氧化鉍材料是由厚度為5～100nm的納米片組成，比表面積為5～500m2/g；所述的炭材料是指活性炭或者石墨化碳，其元素組成按質量百分比計為：碳60～95％、氧0.01～25％、氫0.05～5％、氮0～15％；炭材料的粒徑為0.05～3μm、比表面積為500～3000m2/g；構造該超級電容電池時以氯氧化鉍電極為電容量限制電極，炭電極的比電容比氯氧化鉍電極過剩0～30％。該電池具有大的電容量、良好的循環穩定性、環境友好，是一種具有廣闊應用前景的新型化學電源。
【專利說明】
一種炭/氯氧化鉍超級電容電池及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種炭/氯氧化鉍超級電容電池及其制備方法，屬于電化學儲能技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著社會的進步，人們對能源的需求飛速增長。目前最常見的儲能器件包括電池和超級電容器兩種，而在許多領域，這兩者已不能很好地滿足應用需求。為了同時獲得較高的能量密度和功率密度，人們開始設計新型的超級電容電池，超級電容電池的一極是雙電層電容電極，另一極是法拉第電容電極。超級電容電池綜合了雙電層電容器和電池的優點，它具有比傳統電化學電容器更大的能量密度、比二次電池更高的功率密度，而且可快速充放電，使用壽命長，是一種高效實用的能量存儲裝置，具有廣泛的應用前景。
[0003]電極活性材料是決定化學電源比電容大小的關鍵因素，通常選用的電源活性材料是金屬及金屬氧化物、炭材料等。我國擁有十分豐富的鉍資源，目前已探明的鉍儲量占世界總儲量的70%以上。氯氧化鉍因其獨特的層狀結構和電子性質，已在光催化、能源、環保、化工、功能材料等領域顯現出潛在的應用價值。
[0004]王云燕等研究了硝酸鉍轉化水解法制備氯氧化鉍，詳細地探索了反應過程中稀釋水的量、溫度及終點pH值對水解過程的影響，制備出粒度為5?I Ομπι的珠光片狀氯氧化鉍晶體[湖南冶金31 (2005)20-23.]。劉紅旗等以乙二醇為溶劑，采用溶劑熱法制備出納米片微球和納米片交織在一起的氯氧化鉍，表現出較好的染料敏化可見光光催化活性[催化學報32(2011)129-134.]<Jiang等將聚乙烯吡咯烷酮充分溶解于水中，然后加入氯化鉍直接水解，采用氨水調節pH為9，反應30min后過濾、洗滌、烘干得到玫瑰狀氯氧化祕[MaterialsLetters 161(2015)561-564.] Jhao等以鉍箔為陽極，金屬鉑為負極，氯化銨或鹽酸為電解質，采用電化學陽極氧化法制備氯氧化鉍，研究了電解時間對生成氯氧化鉍形貌的影響及光催化性能[Materials Letters 158(2015)40-44.]。李靜等分別采用溶劑熱合成、傳統固相合成和溶膠-凝膠合成技術，制備出四方相氯氧化鉍和Nd3+摻雜的氯氧化鉍光催化材料[中國稀土學報29(2011)687-693.]。蔣芬等通過改變醇溶劑的種類，采用醇熱法合成出不同形貌的氯氧化鉍，表現出不同的光催化活性[廣西民族大學學報(自然科學版)21(2015)87-89.]。鄧崇海等采用超聲化學技術制備出分層結構的半導體氯氧化鉍納米片，具有優越的催化降解有機污染物性能[廣州化工43(2015)67-69.]。趙曉霞等以氯化鉍為原料，二乙二醇為溶劑，尿素為沉淀劑，采用溶劑熱法合成了不同尺寸的多級結構氯氧化鉍微納米材料，在紫外光的照射下表現出優異的光催化性能[高等學校化學學報36(2015)955-961.]。王軍等以硝酸鉍和氯化鉀為原料，乙二醇為溶劑，通過溶劑熱法合成了直徑為1.5?4μπι的球狀結構氯氧化鉍材料，并探討了該材料對羅丹明B光催化降解效果最佳的制備條件[材料導報B 28(2014)21-24.]。王莉瑋等以硝酸鉍為原料，采用水解法，選用不同的表面活性劑制備出形貌不同的氯氧化鉍晶體，并用作珠光顏料[中國陶瓷48(2012)51-53.]。
[0005]發明專利[申請公開號CN10421711A]公開了“一種氯離子電池”，該發明采用氯氧化鉍、鋁氧化鐵或二氯氧釩中的一種或幾種為正極材料，以鎂碳復合材料為負極材料，以N-甲基-N-丁基哌啶二 (三氟甲基磺酰)亞胺和N-甲基-N-丁基哌啶氯化鹽的混合離子液體為電解液，構建了以鎂為負極的新型氯離子電池電極體系。發明專利[申請公開號CN101049570A]公開了 “一種新型復合蓄能光催化材料及其制備方法”，該發明將氧化鉍與長余輝材料混合均勻，加入飽和鹽酸，氧化鉍轉換成氯化鉍，再加水反應，氯化鉍水解為氯氧化鉍，即得復合蓄能光催化材料。發明專利[申請公開號CN103316699B]公開了“一種氯氧化鉍光催化材料及其顆粒”，該發明首先配制鎢酸鈉與氯化鈉的混合液，再將硝酸鉍水溶液滴加入該混合液中，靜置反應，將所得沉淀洗滌、干燥，即得單一四方晶型的氯氧化鉍光催化劑。發明專利[申請公開號CN103101974A]公開了“一種氯氧化鉍粉體及其制備方法”，該發明將硝酸化的鉍溶液加入到一定濃度的氯化銨溶液中，快速攪拌形成懸浮液，用氨水調節PH為中性。然后將懸浮液通過一步水熱法得到氯氧化鉍粉體。
[0006]目前已有不少關于氯氧化鉍作為光催化劑和珠光顏料應用方面的報道，但關于氯氧化鉍在化學電源方面的應用還未見相關報道。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種新型的炭/氯氧化鉍超級電容電池及其制備方法。本發明采用氯氧化鉍電極提供法拉第電容量，采用炭電極提供雙電層電容量，組裝成超級電容電池，提供較高比電容量的化學電源。
[0008]本發明的技術方案為:
[0009]—種炭/氯氧化鉍超級電容電池，包括氯氧化鉍電極和炭電極，氯氧化鉍電極提供法拉第電容，炭電極提供雙電層電容，堿液作為電解液，構造該超級電容電池時，采用氯氧化鉍電極為電容量限制電極，炭電極的電容量比氯氧化鉍電極的電容量過剩O?30 %。
[0010]氯氧化祕電極所含的氯氧化祕電極材料是由厚度為5?10nm的納米片構成，其比表面積為5?500m2/g。
[0011]所述的炭電極是指活性炭材料或者石墨化碳材料，其元素組成按質量百分比計為:碳元素60?95%、氧元素0.01?25%、氫元素0.05?5%、氮元素O?15% ;所述的炭材料的粒徑為0.05?3μπι、比表面積為500?3000m2/g。
[0012]所述的氯氧化鉍電極材料，其制備方法包括如下步驟:
[0013]將氯化鉍溶解于酸溶液中，再用溶劑將其配制成鉍離子濃度為0.0I?5moI/L的溶液;將沉淀劑溶解于溶劑中配制成濃度為0.1?6mol/L的沉淀劑溶液;在溫度為10?100°C和攪拌條件下，將沉淀劑溶液滴加到祕離子溶液中，控制終點的pH = I?5反應0.5?12h，反應完成后將產物分別用水和乙醇洗滌，并進行固液分離，將固體物在80?150°C烘干至恒重制備出氯氧化鉍；
[0014]或:將鉍原料與溶劑充分混合，超聲10?60min，形成懸浮液;然后按鉍元素與氯元素1: 0.9?1: 1.5的摩爾比滴加濃度為0.01?6mol/L的稀鹽酸溶液，在溫度為10?100°C下攪拌反應0.5?12h，控制反應終點pH=l?5，反應完成后將產物分別用水和乙醇洗滌，并進行固液分離，將固體物在80?150 °C烘干至恒重制備出氯氧化鉍。
[0015]進一步地，所述的溶劑是指水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇中的一種或兩種以上。
[0016]進一步地，所述的沉淀劑是指醋酸鈉、亞硝酸鈉、EDTA四鈉、酒石酸鈉、甲酸鈉、乳酸鈉、丙酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、鄰苯二甲酸納、水楊酸鈉、醋酸鉀、亞硝酸鉀、EDTA四鉀、酒石酸鉀、酒石酸鉀鈉、甲酸鉀、乳酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸鉀、苯甲酸鉀、鄰苯二甲酸鉀、水楊酸鉀、氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙二胺、二乙胺、三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或兩種以上。
[0017]進一步地，所述的鉍原料為金屬鉍、氧化鉍、氫氧化鉍、碳酸鉍、堿式碳酸鉍、硫酸鉍、硫酸氧鉍、硝酸鉍、硝酸氧鉍中的一種或兩種以上。
[0018]進一步地，所述的酸溶液是指鹽酸、硫酸、硝酸，其濃度為3?18mol/L。
[0019]上述的炭/氯氧化鉍超級電容電池的制備方法，包括如下步驟:
[0020](I)氯氧化鉍電極和炭電極的制備
[0021]將粘結劑溶于N-甲基吡咯烷酮中，配成0.02?lg/ml的溶液，再將氯氧化鉍或炭材料、導電劑加入到粘結劑溶液中，攪拌均勻至膏狀，涂覆在集流體上，再將其在80?150°C的干燥箱中烘干5?36h，經輥壓后裁成電極片，即得到氯氧化鉍電極或炭電極，所述氯氧化鉍或炭材料、導電劑及粘結劑滿足如下質量百分比:氯氧化鉍或炭材料70?95%、導電劑3?15%、粘結劑2?15%;
[0022](2)炭/氯氧化鉍超級電容電池的組裝
[0023]將步驟(I)中得到的電極片按氯氧化鉍電極片、隔膜、炭電極片依次放入超級電容電池模具中構造成二電極的三明治結構，滴加電解液后將超級電容電池模具緊固密封，即構造成該超級電容電池。
[0024]進一步地，所述的導電劑為導電炭黑、乙炔黑、石墨中的一種或兩種。
[0025]進一步地，所述的粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉或丁苯橡膠中的一種或兩種以上。
[0026]進一步地，所述的集流體為多孔網狀、箔狀或織物狀的高電子導電率材料，涉及到泡沫鎳、鎳箔或鎳網、銅網或銅箔、不銹鋼網、不銹鋼沖孔鋼帶或不銹鋼箔、鈦箔或鈦網、鉛箔或鉛布、石墨化碳布或石墨烯布材料中的一種或兩種以上；
[0027]進一步地，構造該超級電容電池時，采用氯氧化鉍電極為電容量限制電極，炭電極的電容量比氯氧化鉍電極的電容量過剩O?30 %。
[0028]進一步地，所述的電解液為一種或兩種以上堿金屬氫氧化物的水溶液，其濃度為I?8mol/L。
[0029]進一步地，所述的隔膜為接枝聚丙烯無紡布、接枝PP微孔膜、玻璃纖維紙、尼龍無紡布、聚乙烯醇膜、石棉紙中的一種或兩種以上。
[0030]所制備材料的結構與電化學性能測試
[0031]采用TriStarII 3020型比表面積和孔徑分布儀對本發明所制備材料進行測試；采用JE0LJEM-3010型掃描電子顯微鏡對所制備材料進行微觀形貌及大小的測試;采用D/MAX-3C型粉末X-射線衍射儀對所制備的材料進行晶相結構的測試。
[0032]采用上海辰華公司生產的CHI660A電化學工作站、深圳市新威爾電子有限公司生產的BTS-3000電池測試儀對所構造的超級電容電池進行循環伏安、恒流充放電、循環壽命、倍率性能測試。
[0033]本發明的有益效果在于:
[0034]本發明以氯氧化鉍電極提供法拉第電容，炭電極提供雙電層電容，構造出新型的超級電容電池，使其具有超級電容器和二次電池的優點，本發明所得的超級電容電池的工作窗口為O?IV，在lA/g的電流密度下電容量達到257mAh/g，電池經過1000次循環之后電容量的保留率仍保持在80%以上，具有庫侖效率高、循環壽命長、電容量大、對環境友好等優點，是一種具有廣闊應用前景的新型化學電源。
【附圖說明】
[0035]圖1為實施例1所制備的氯氧化鉍材料的掃描電子顯微鏡圖。
[0036]圖2為實施例2所制備的氯氧化鉍材料的掃描電子顯微鏡圖。
[0037]圖3為實施例1所制備的氯氧化鉍材料的X射線衍射圖。
[0038]圖4為實施例2所制備的氯氧化鉍材料的氮吸脫附等溫線。
[0039]圖5為實施例1中炭/氯氧化鉍超級電容電池在不同電流密度下的恒電流充放電測試圖。
[0040]圖6為實施例2中炭/氯氧化鉍超級電容電池在不同掃描速率下的循環伏安測試圖。
[0041 ]圖7為實施例3中炭/氯氧化鉍超級電容電池的電流倍率性能圖。
[0042]圖8為實施例4中炭/氯氧化鉍超級電容電池的循環壽命圖。
【具體實施方式】
[0043]下面以具體實施例進一步說明本發明，但本發明并不局限于此。
[0044]實施例1
[0045](I)稱取0.0lmol氯化祕，溶解于20ml濃度為3mol/L的鹽酸溶液中，在室溫下，一邊攪拌一邊滴加2mol/L的醋酸鈉溶液39.75ml，將醋酸鈉溶液滴加完之后，再充分攪拌30min，體系最終pH=3，將獲得的白色沉淀物分別用蒸餾水和乙醇洗滌與抽濾多次。將固體產物在80?150 °C溫度下烘干至恒重，得氯氧化鉍材料。
[0046](2)采用JE0LJEM-3010型掃描電子顯微鏡對實施例1所制備的氯氧化鉍材料進行測試，如圖1所示，該氯氧化鉍材料為具有花狀的由厚度約為60nm的納米片構成的微球形貌，花狀微球直徑約為5μπι。
[0047](3)采用XRD-6000型X-射線衍射儀對實施例1所制備的氯氧化鉍材料進行測試，如圖3所示，樣品特征峰位置很明顯，在2Θ = 12°，24。，26。，32。，33。，41。，47。，50°等位置均有較明顯的特征峰，和標準卡片(JCPDS N0.06-0249)一致，其所對應的晶面分別為001、002、101、110、102、112、200、113。
[0048](4 )氯氧化鉍電極及炭電極的制備:按照氯氧化鉍或者炭材料8 O %、粘結劑PVDF12%及導電劑乙炔黑8%的質量百分比，首先將粘結劑溶于N-甲基吡咯烷酮中，配成
0.02g/ml的溶液，再將氯氧化鉍或者炭材料、導電劑加入到粘結劑溶液中，攪拌均勻至膏狀，涂覆在泡沫鎳集流體上，再將其在100 °C的真空干燥箱中烘干12h，經輥壓后裁成電極片，即得到氯氧化鉍材料電極片或者炭材料電極片。
[0049](5)將已制備的氯氧化鉍電極片/隔膜/炭電極片依次放入特制的電池模具中構造成二電極的三明治結構，再滴加6moI/LKOH電解液后將電池模具緊固密封，即組裝成所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池。
[0050](6)采用上海辰華公司生產的CHI660A電化學工作站，對所構造的炭/氯氧化鉍超級電容電池在室溫下進行恒流充放電測試，電壓窗口為O?IV，氯氧化鉍電極為工作電極。由圖5可知，氯氧化鉍電極材料在lA/g的電流密度下比電容達到188mAh/g，在電流密度為2、5和ΙΟΑ/g時的比電容分別為168、118和7811^11/^。
[0051 ] 實施例2
[0052](I)稱取0.02mol氯化鉍，溶解于20ml 4mol/L的硝酸溶液中，升溫至60°C，一邊攪拌一邊滴加lmol/L的三乙醇胺溶液160ml，將三乙醇胺溶液滴加完之后，再充分攪拌90min，體系最終pH=3，將獲得的白色沉淀物分別用蒸餾水和乙醇洗滌與抽濾多次。將固體產物在150 0C溫度下烘干至恒重，得氯氧化鉍材料。
[0053](2)采用JE0LJEM-3010型掃描電子顯微鏡對實施例2所制備的材料進行測試，如圖2所示，該氯氧化祕材料由厚度約為60nm的納米片形成。
[0054](3)采用TriStar II 3020型比表面積和孔徑分布儀對實施例2所制備的材料進行測試，得知該氯氧化鉍材料的比表面積為34m2/g。由圖4可見，所制備材料的氮吸脫附等溫線為典型的第IV類吸附等溫線，根據介孔回滯環的分類，該遲滯環屬于H3型遲滯環，說明片狀的堆積形成了介孔。
[0055 ] (4 )氯氧化祕電極及炭電極的制備:按照氯氧化祕或者炭材料8 O %、粘結劑PVDF10%及導電劑乙炔黑10%的質量百分比，首先將粘結劑溶于N-甲基吡咯烷酮中，配成
0.02g/ml的溶液，再將氯氧化鉍或者炭材料、導電劑加入到粘結劑溶液中，攪拌均勻至膏狀，涂覆在泡沫鎳集流體上，再將其在120°C的干燥箱中烘干16h，經輥壓后裁成電極片，SP得到氯氧化祕材料電極片或者炭材料電極片。
[0056](5)將已制備的炭電極片/隔膜/氯氧化鉍電極片依次放入特制的電池模具中構造成二電極的三明治結構，再滴加5moI/L KOH和ImoI/L L1H的混合電解液后將電池模具緊固密封，即組裝成所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池。
[0057](6)采用上海辰華公司生產的CHI660A電化學工作站，對所構造的炭/氯氧化鉍超級電容電池在室溫下進行循環伏安測試，電壓窗口為O?IV。如圖6所示，所制備氯氧化鉍電極在不同掃描速率下(2、5、10、20mV/s)的伏安曲線，表現出明顯的法拉第準電容特征，即使在較高的掃速下，氧化還原可逆性良好，表現出較好的電化學性能。
[0058]實施例3
[0059](I)稱取5mmol氧化祕，分散于20ml蒸饋水中，超聲30min形成懸浮液。一邊攪拌，一邊滴加1ml濃度為lmol/L的鹽酸溶液，待滴加完畢之后再反應90min，體系最終pH=4，將獲得的白色沉淀物分別用蒸餾水和乙醇洗滌，并抽濾多次。將固體產物在120°C溫度下真空烘干至恒重，得氯氧化鉍材料。
[0060]步驟(2)、(3)同實施例1中的步驟(4)、(5)。
[0061 ] (4)采用深圳市新威爾電子有限公司生產的BTS-3000電池測試儀，對所構造的氯氧化鉍/活性炭超級電容電池在室溫下進行電流倍率性能測試，電壓窗口為O?IV。由圖7可見，該氯氧化鉍電極在電流密度為IA/g時的比電容達到277mAh/g，當電流密度為ΙΟΑ/g時的比電容達到19 ImAh/g，說明具有優越的電流倍率性能。
[0062] 實施例4
[0063](I)稱取1mmol氫氧化祕，分散于40ml乙二醇中，超聲60min形成懸浮液。一邊攪拌一邊滴加1ml濃度為2mol/L的鹽酸溶液，待滴加完畢之后再反應180min，體系最終pH = 4，將獲得的白色沉淀物分別用蒸餾水和乙醇洗滌，并抽濾多次。將固體產物在130°C溫度下真空烘干至恒重，得氯氧化鉍材料。
[0064]步驟(2)、(3)同實施例2中的步驟(4)、(5)。
[0065](4)采用深圳市新威爾電子有限公司生產的BTS-3000電池測試儀，對所構造的炭/氯氧化鉍超級電容電池在室溫下進行循環壽命測試，電壓窗口為O?IV。由圖8可見，所制備的氯氧化鉍電極材料在lA/g的電流密度下，首次放電容量為257mAh/g，經過1000次充放電循環之后以后還能保持最初比電容的88.9%，這說明其具有良好的循環穩定性能。
【主權項】
1.一種炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，包括氯氧化鉍電極和炭電極，氯氧化鉍電極提供法拉第電容，炭電極提供雙電層電容，堿液作為電解液;氯氧化鉍電極所含的氯氧化鉍材料由厚度為5?10nm的納米片構成，比表面積為5?500m2/g。2.根據權利要求1所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于:所述的炭電極是指活性炭材料或石墨化碳材料，其按元素組成的質量百分比計為:碳元素60?95%、氧元素0.01?25%、氫元素0.05?5%、氮元素O?15% ;炭材料的粒徑為0.05?3μπι、比表面積為500 ?3000m2/g。3.根據權利要求1或2所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，所述的氯氧化鉍電極材料，其制備方法包括如下步驟: 將氯化鉍溶解于酸溶液中，再用溶劑將其配制成鉍離子濃度為0.01?5mol/L的溶液；將沉淀劑溶解于溶劑中配制成濃度為0.1?6mol/L沉淀劑溶液;在溫度為10?100°C和攪拌條件下，將沉淀劑溶液滴加到祕離子溶液中，控制終點的pH = I?5反應0.5?12h，反應完成后將產物分別用水和乙醇洗滌，并進行固液分離，將固體物在80?150°C烘干至恒重制備出氯氧化鉍； 或:將鉍原料與溶劑充分混合，超聲10?60min，形成懸浮液;然后按鉍元素與氯元素1:0.9?1: 1.5的摩爾比，滴加濃度為0.0I?6mo 1/L的稀鹽酸溶液，在溫度為1?100 °C下攪拌反應0.5?12h，控制反應終點pH = I?5，反應完成后將產物分別用水和乙醇洗滌，并進行固液分離，將固體物在80?150 °C烘干至恒重制備出氯氧化鉍。4.根據權利要求3所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，所述的溶劑為水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇中一種或兩種以上。5.根據權利要求3所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，所述的沉淀劑為醋酸鈉、亞硝酸鈉、EDTA四鈉、酒石酸鈉、甲酸鈉、乳酸鈉、丙酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、鄰苯二甲酸納、水楊酸鈉、醋酸鉀、亞硝酸鉀、EDTA四鉀、酒石酸鉀、酒石酸鉀鈉、甲酸鉀、乳酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸鉀、苯甲酸鉀、鄰苯二甲酸鉀、水楊酸鉀、氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙二胺、二乙胺、三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或兩種以上。6.根據權利要求3所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，所述的鉍原料為金屬鉍、氧化鉍、氫氧化鉍、碳酸鉍、堿式碳酸鉍、硫酸鉍、硫酸氧鉍、硝酸鉍、硝酸氧鉍中的一種或兩種以上。7.根據權利要求3所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池，其特征在于，所述的酸溶液為鹽酸、硫酸或硝酸，其濃度為3?18mol/L。8.權利要求1至7任一項所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)氯氧化鉍電極和炭電極的制備 將粘結劑溶于N-甲基吡咯烷酮中，配成0.02?lg/ml的溶液，再將氯氧化鉍或炭材料、導電劑加入到粘結劑溶液中，攪拌均勻至膏狀，涂覆在集流體上，再將其在80?150°C的干燥箱中烘干5?36h，經輥壓后裁成電極片，即得到氯氧化鉍電極或炭電極，所述氯氧化鉍或炭材料、導電劑及粘結劑滿足如下質量百分比:氯氧化鉍或炭材料70?95%、導電劑3?15%、粘結劑2?15%; (2)炭/氯氧化鉍超級電容電池的組裝 將步驟(I)中得到的電極片按氯氧化鉍電極片、隔膜、炭電極片依次放入超級電容電池模具中構造成二電極的三明治結構，滴加電解液后將超級電容電池模具緊固密封，即組裝成超級電容電池;構造該超級電容電池時，炭電極的電容量比氯氧化祕電極的電容量過剩O?30% O9.根據權利要求8所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池的制備方法，其特征在于，所述的導電劑為導電炭黑、乙炔黑、石墨中的一種或兩種;所述的粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉或丁苯橡膠中的一種或兩種以上;所述的集流體為多孔網狀、箔狀或織物狀的高電子導電率材料，涉及到泡沫鎳、鎳箔或鎳網、銅網或銅箔、不銹鋼網、不銹鋼沖孔鋼帶或不銹鋼箔、鈦箔或鈦網、鉛箔或鉛布、石墨化碳布或石墨烯布材料中的一種或兩種以上。10.根據權利要求8所述的炭/氯氧化鉍超級電容電池的制備方法，其特征在于，所述的電解液為一種或兩種以上堿金屬氫氧化物的水溶液，其濃度為I?8mol/L ；所述的隔膜為接枝聚丙烯無紡布、接枝PP微孔膜、玻璃纖維紙、尼龍無紡布、聚乙烯醇膜、石棉紙中的一種或兩種以上。
【文檔編號】H01G11/46GK105826085SQ201610350319
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】劉恩輝, 劉琨, 滕遠, 劉瑞花
【申請人】湘潭大學