专利名称：高性能超级电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能超级电容器。
背景技术：
超级电容器是近十几年来出现的一种新型储能装置，它的特性介于传统电容器与电池之间，相比传统电容器有着更高的能量密度，传统电容器以PF (微法)标称电容量，超级电容器静电容量可达到10万F以上，标称电容量IF=IO6 μ F ；相比电池有着更高的功率密度和超长的循环寿命，因此它结合了传统电容器与电池的优点，是一种应用前景广阔的化学电源，属于新兴的储能器件范畴。但是对于一些要求高储能、抗防爆性的应用场合，如矿用牵引电机车、矿用采煤车等，现有超级电容器技术就较难满足其要求。下面以矿用牵引电机车为例，介绍其对储能器件的要求及该应用场合的特点。在矿山日常生产中，矿用牵引电机车是运送物质的主要交通工具之一，而一般的矿用牵引电机车主要有架线式电机车和蓄电池电机车两种，其中架线式电机车存在架空线施工维护费用高、易引发各类安全事故(如电弧火花、杂散电流等)等弊端；另外蓄电池电机车又有充电时间长、使用寿命短、动力性能不佳等缺点。为了从根本上解决这两类矿用牵引电机车所存在的不足，只有寻找一种性能更优秀的化学电源作为矿用电机车的储能动力电源，才能改变现有矿用电机车的现状。通过科学分析各类化学电源的优缺点，由于超级电容器具有充电速度快、大电流放电性能好、使用寿命长、安全可靠等特点，所以对于超级电容器应用在矿用电机车寄予了很大的期望。根据矿用电机车具有牵引重量大、续驶里程长、工作强度高等特点，可知其对超级电容器的储存能量密度要求很高，所以只有采用高能量密度的超级电容器才能满足要求；另一方面，由于矿用电机车的特殊使用环境，对超级电容器使用的安全可靠性提出了更高的要求，尤其在抗防爆性方面。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能超级电容器，以克服现有技术存在的上述缺陷。所述的高性能超级电容器，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其结构为常规的， 由正极片、负极片通过层叠组装而成；
所述的正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极浆料层； 所述正极浆料层中，含有质量百分比为5 20%的正极添加剂； 比较好的，正极集流体上，正极浆料层的涂覆质量为0. 145 0. 155克/厘米2正极集流体；
所述正极集流体的材质为泡沫镍、冲孔镀镍钢带、冲孔毛刺镀镍钢带或冲孔三维钢带
等；
所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分 正极活性物质70% 85%
正极导电剂5% 10%正极粘结剂5% 10%
正极添加剂5% 20%
优选的，所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分 正极活性物质70% 85%
正极导电剂5% 10%
正极粘结剂5% 10%
正极添加剂5% 10%
所述的正极活性物质为氢氧化镍或氧化镍中的一种以上； 所述的正极导电剂选自钴粉、镍粉、炭黑或石墨中的一种以上； 所述的正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素 (HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)或聚乙烯醇(PVA)中的一种以上；
所述正极添加剂包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、稀士氧化物或混合稀土氧化物中的一种以上；
优选的，所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成
过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物稀士氧化物物=1 (0. 2 1. 0) (0. 2
0.8)；
pt/ . 'τΛ ·
过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物=1 (0.2 1.0): (0. 2 0. 8)；
进一步优选的为
过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物=1 (0.4 0.8): (0. 3 0. 6)；
所述的过渡金属氧化物包括氧化铪(Η )、氧化钴(CoO)、氧化锌(ZnO)或氧化镉(CdO) 中的一种以上；
所述的过渡金属氢氧化物包括氢氧化钴(Co(OH)2、氢氧化锌(Zn(OH)2或氢氧化镉 (Cd(OH)2中的一种以上；
所述的碱土金属氢氧化物包括氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化镁 (Mg(OH)2)或氢氧化铍(Be(OH)2)中的一种以上；
所述的稀士氧化物包括三氧化二钇(Y2O3)、三氧化二镱(Yb2O3)、三氧化二镥(Lu2O3)、三氧化二铥(Tm2O3)、三氧化二铒(Er2O3)或三氧化二钬(Ho2O3)中的一种以上；
所述的混合稀土氧化物包括富镧混合稀土氧化物、富铈混合稀土氧化物、富钇混合稀土氧化物或富铕混合稀土氧化物中的一种以上；
其中，所述的富镧混合稀土氧化物采用三氧化二镧(La2O3)质量百分比含量大于或等于 40%的混合稀土氧化物；
其中，所述的富铈混合稀土氧化物采用三氧化二铈(Ce2O3)质量百分比含量大于或等于 45%的混合稀土氧化物；
其中，所述的富钇混合稀土氧化物采用三氧化二钇(Y2O3)质量百分比含量大于或等于 40%的混合稀土氧化物；
其中，所述的富铕混合稀土氧化物采用三氧化二铕(Eu2O3)质量百分比含量大于或等于10%的混合稀土氧化物；
所述的负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极浆料层； 所述负极浆料层中，含有质量百分比为3% 35%的负极添加剂； 比较好的，负极集流体上，负极浆料层的涂覆质量为0. 130 0. 140克/厘米2负极集流体；
所述负极集流体的材质为泡沫镍、镍带、镀镍钢带、铜带、镀银铜带、镀镍铜带、银带
等；
所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分
负极活性物质50% 85%
负极导电剂5% 10%
负极粘结剂7% 10%
负极添加剂3% 35%
优选的，所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分
负极活性物质50% 85%
负极导电剂5% 10%
负极粘结剂7% 10%
负极添加剂3% 33%;
所述负极活性物质选自炭质材料，包括活性炭、介孔炭、炭气凝胶、泡沫炭或炭纤维
等；
所述的负极导电剂选自镍粉、炭黑或石墨中的一种以上；
所述的负极粘结剂包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素 (HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)、聚乙烯醇(PVA)或丁苯橡胶(SBR)中的一种以上； 所述负极添加剂包括金属单质、金属氧化物或氧化还原准电容材料中的一种以上； 优选的，所述负极添加剂各组分的质量比为金属氧化物氧化还原准电容材料= 1 (8 12)；
进一步优先的为金属氧化物氧化还原准电容材料=1 (9 11)； 所述的金属单质包括铅粉、锌粉或锡粉；
所述的金属氧化物包括二氧化钛(Ti02)、亚氧化钛(Ti407)、氧化钡(BaO)、氧化锶 (SrO)或氧化铋(BiO)；
所述的氧化还原准电容材料包括二氧化锰(MnO2)、二氧化锡(SnO2)、三氧化钼(MoO3) 或五氧化二钒(V2O5)；
隔膜采用高透气率的有机聚合物微孔膜，所述的高透气率的有机聚合物微孔膜采用透气率大于或等于10cm7cm2. sec的有机聚合物微孔膜，其中，所述的有机聚合物微孔膜选自聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜、聚乙烯醇微孔膜或聚酰胺微孔膜等；
所述的电解液为常规的镍镉电池的电解液，为氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂的水溶液，本发明不再赘述；
正极片或负极片的制备方法，包括如下步骤
按照配比，分别将正极浆料层和负极浆料层的各个组分加入水混合后 ，搅拌至质量固含量为45 65%的膏状，然后涂在集流体上，以干基计，正极浆料层的涂覆质量，为 0. 145 0. 155克/厘米2正极集流体，负极浆料层的涂覆质量为0. 130 0. 140克/厘米 2负极集流体，经110 130°C烘干、碾压、裁切后，即可获得正负极片。术语“干基”，指的是，不含有水的正极浆料层和负极浆料层；
本发明的电容器，采用高能量密度的M/C混合型超级电容器，一方面在负极中加入氧化还原准电容材料，提高电容器的能量密度；另一方面在正负极中加入与其相匹配的添加剂，抑止充放电过程中气体的析出，同时隔膜采用高透气率的有机聚合物微孔膜，这样负极产生的氢气能通过隔膜到达正极表面，发生复合反应，减少电容器内部的压力，提高电容器应用的整体安全性、可靠性。通过这些措施，本发明制作的高性能超级电容器具有工作电压高(最高可达1. 7V)、能量密度高(10 15Wh/Kg)、循环寿命长(大于5万次)、安全性高等特点，能满足各种纯电动交通运输工具(如纯电动矿用牵引电机车、纯电动城市公交车、纯电动港口牵引车等)、风能和太阳能储能、后备电源等的使用要求，应用前景广阔。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。实施例中，是采用QC/T 741-2006标准规定的方法进行性能测试的。实施例1
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比 85 55 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 150克/厘米2正极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、炭黑、氧化锶、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比 83 5 5 4 3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的干基涂覆质量为0. 135克/厘米2负极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为10cm7cm2. sec聚丙烯微孔膜为隔膜，将正极片(15片)、负极片(16 片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0. 8 1. 60V，能量密度达11. Offh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在82. 9%。实施例2
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、氢氧化钡、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 155克/厘米2正极集流体，经 120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、炭黑、氧化铋、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比 85 5 3 4 3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的涂覆干基质量为0. 140克/厘米2负极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为IOcm3Am2. sec聚丙烯微孔膜为隔膜，将正极片(15片)、负极片(16片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0. 8 1. 60V，能量密度达11. lffh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在83%。 实施例3
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二钇、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 145克/厘米2正极集流体， 经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、炭黑、二氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85 5 3 4 :3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的干基涂覆质量为0. 130克/厘米2负极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为10cm7cm2. sec聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(15片)、负极片(16 片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0. 8 1. 65V，能量密度达11. 8ffh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在84%。实施例4
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 145克/厘米2正极集流体， 经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比85 5 3 4 :3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的涂覆质量为0. 130克/厘米2负极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为10cm7cm2. sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜，将正极片(15 片)、负极片(16片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入 6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为 0. 8 1. 70V,能量密度达12. 7ffh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在85%。实施例5
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、富镧混合稀土氧化物(三氧化二镧的含量为40%)、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 145克/厘米2正极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为 130*75*0. 6mm3 的正极片。负极片的制作将活性炭、炭黑、铅粉、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比 85 5 3 4 3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的干基涂覆质量为0. 130克/厘米2负极集流体，经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。
选用透气率为IOcmVcm2. sec聚乙烯醇微孔膜为隔膜，将正极片(15片)、负极片 (16片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为0. 8 1. 70V，能量密度达12. 5ffh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在85. 7%。实施例6
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 145克/厘米2正极集流体， 经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、二氧化锰、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比阳30 5 3 4 3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的干基涂覆质量为0. 130克/厘米2负极集流体，经120°C 干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为10cm7cm2. sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜，将正极片(15 片)、负极片(16片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入 6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为 0. 8 1. 70V,能量密度达14. 7ffh/Kg,经50000次循环后，容量保持率在80%。实施例7
正极片的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化钴、氢氧化锌、三氧化二铥、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比80 5 5 3 2 3 2的比例混合，用去离子水调成质量固含量为60%的浆料，然后涂覆在泡沫镍上，正极浆料层的干基涂覆质量为0. 145克/厘米2正极集流体， 经120°C干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*0. 6mm3的正极片。负极片的制作将活性炭、五氧化二钒、炭黑、过氧化钛、羧甲基纤维素纳、聚四氟乙烯按照质量比阳30 5 3 4 3的比例混合，用去离子水调成质量固含量为50%的浆料， 然后涂覆在泡沫镍上，负极浆料层的干基涂覆质量为0. 130克/厘米2负极集流体，经120°C 干燥、碾压、裁切制作成尺寸为130*75*1. 2mm3的负极片。选用透气率为10cm7cm2. sec聚丙烯/聚乙烯复合微孔膜为隔膜，将正极片(15 片)、负极片(16片)层叠成电芯，采用尼龙塑料外壳，组装成方型超级电容器，然后注入 6mol/L的氢氧化钾水溶液，经化成后进行电性能测试。电容器的安全工作电压区间为 0. 8 1. 70V，能量密度达15. lWh/Kg，经50000次循环后，容量保持率在81%。 将以上实施例1 7的测试结果总结如下
权利要求
1.高性能超级电容器，由正极片、负极片通过层叠组装而成，其特征在于所述的正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极浆料层，所述正极浆料层，含有质量百分比为5 20%的正极添加剂，所述正极添加剂包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、稀士氧化物或混合稀土氧化物中的一种以上； 所述的负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极浆料层； 所述负浆料层，含有质量百分比为3 35%的负极添加剂，所述负极添加剂包括金属单质、金属氧化物或氧化还原准电容材料中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的高性能超级电容器，其特征在于，正极集流体上，正极浆料层的涂覆质量为0. 145 0. 155克/厘米2正极集流体，负极集流体上，负极浆料层的涂覆质量为0. 130 0. 140克/厘米2负极集流体。
3.根据权利要求1所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述正极集流体的材质为泡沫镍、冲孔镀镍钢带、冲孔毛刺镀镍钢带或冲孔三维钢带，所述负极集流体的材质为泡沫镍、镍带、镀镍钢带、铜带、镀银铜带、镀镍铜带或银带。
4.根据权利要求1所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极活性物质为氢氧化镍或氧化镍中的一种以上，所述负极活性物质选自炭质材料。
5.根据权利要求2所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极活性物质为氢氧化镍或氧化镍中的一种以上，所述负极活性物质选自炭质材料。
6.根据权利要求1所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物稀士氧化物物=1 0. 2 1. 0 :0. 2 0. 8 ；pt/ . 'τΛ ·过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物=1 0. 2 1. 0 :0. 2 0. 8。
7.根据权利要求6所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物= 1 0. 4 0. 8 :0· 3 0. 6。
8.根据权利要求1所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述负极添加剂各组分的质量比为金属氧化物氧化还原准电容材料=1 8 12。
9.根据权利要求8所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述负极添加剂各组分的质量比为金属氧化物氧化还原准电容材料=1 9 11。
10.高性能超级电容器，由正极片、负极片通过层叠组装而成，其特征在于 所述的正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极浆料层； 所述的负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极浆料层； 所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分正极活性物质70% 85%正极导电剂5% 10%正极粘结剂5% 10%正极添加剂5% 20%所述的正极活性物质为氢氧化镍或氧化镍中的一种以上；所述正极添加剂包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、稀士氧化物或混合稀土氧化物中的一种以上；所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分 负极活性物质50% 85%负极导电剂5% 10%负极粘结剂7% 10%负极添加剂3% 35%所述负极活性物质选自炭质材料；所述负极添加剂包括金属单质、金属氧化物或氧化还原准电容材料中的一种以上。
11.根据权利要求10所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极浆料层包括如下质量百分比的组分正极活性物质70% 85%正极导电剂5% 10%正极粘结剂5% 10%正极添加剂5% 10%所述负极浆料层包括如下质量百分比的组分 负极活性物质50% 85%负极导电剂5% 10%负极粘结剂7% 10%负极添加剂3% 33%。
12.根据权利要求10所述的高性能超级电容器，其特征在于，正极集流体上，正极浆料层的涂覆质量为0. 145 0. 155克/厘米2正极集流体，负极集流体上，负极浆料层的涂覆质量为0. 130 0. 140克/厘米2负极集流体。
13.根据权利要求11所述的高性能超级电容器，其特征在于，正极集流体上，正极浆料层的涂覆质量为0. 145 0. 155克/厘米2正极集流体，负极集流体上，负极浆料层的涂覆质量为0. 130 0. 140克/厘米2负极集流体。
14.根据权利要求10所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述正极集流体的材质为泡沫镍、冲孔镀镍钢带、冲孔毛刺镀镍钢带或冲孔三维钢带，所述负极集流体的材质为泡沫镍、镍带、镀镍钢带、铜带、镀银铜带、镀镍铜带或银带。
15.根据权利要求10所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物稀士氧化物物=1 0. 2 1. 0 :0. 2 0. 8 ；pt/ . 'τΛ ·过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物=1 0. 2 1. 0 :0. 2 0. 8 ；所述负极添加剂各组分的质量比为金属氧化物氧化还原准电容材料=1 9 11。
16.根据权利要求15所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的正极添加剂由如下质量比的组分组成过渡金属氧化物过渡金属氢氧化物混合稀士氧化物物=.1 0. 4 0. 8 :0. 3 0. 6，所述负极添加剂各组分的质量比为金属氧化物氧化还原准电容材料=1 8 12。
17.根据权利要求10所述的高性能超级电容器，其特征在于 所述的正极导电剂选自钴粉、镍粉、炭黑或石墨中的一种以上； 所述的负极导电剂选自镍粉、炭黑或石墨中的一种以上；所述的正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素 (HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)或聚乙烯醇(PVA)中的一种以上；所述的负极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素 (HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)、聚乙烯醇(PVA)或丁苯橡胶(SBR)中的一种以上。
18.根据权利要求1 17任一项所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的过渡金属氧化物包括氧化铪(HfO)、氧化钴(CoO)、氧化锌(ZnO)或氧化镉(CdO)中的一种以上；所述的过渡金属氢氧化物包括氢氧化钴(Co(OH)2、氢氧化锌(Zn(OH)2或氢氧化镉 (Cd(OH)2中的一种以上；所述的碱土金属氢氧化物包括氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化镁 (Mg(OH)2)或氢氧化铍(Be(OH)2)中的一种以上；所述的稀士氧化物包括三氧化二钇(Y2O3)、三氧化二镱(Yb2O3)、三氧化二镥(Lu2O3)、三氧化二铥(Tm2O3)、三氧化二铒(Er2O3)或三氧化二钬(Ho2O3)中的一种以上；所述的混合稀土氧化物包括富镧混合稀土氧化物、富铈混合稀土氧化物、富钇混合稀土氧化物或富铕混合稀土氧化物中的一种以上； 所述的金属单质包括铅粉、锌粉或锡粉；所述的金属氧化物选自二氧化钛(Ti02)、亚氧化钛(Ti407)、氧化钡(BaO)、氧化锶 (SrO)或氧化铋(BiO)；所述的氧化还原准电容材料包括二氧化锰(MnO2)、二氧化锡(SnO2)、三氧化钼(MoO3) 或五氧化二钒(V2O5)。
19.根据权利要求18任一项所述的高性能超级电容器，其特征在于，所述的富镧混合稀土氧化物采用三氧化二镧(La2O3)质量百分比含量大于或等于40%的混合稀土氧化物；所述的富铈混合稀土氧化物采用三氧化二铈(Ce2O3)质量百分比含量大于或等于45% 的混合稀土氧化物；所述的富钇混合稀土氧化物采用三氧化二钇(Y2O3)质量百分比含量大于或等于40% 的混合稀土氧化物；所述的富铕混合稀土氧化物采用三氧化二铕(Eu2O3)质量百分比含量大于或等于10% 的混合稀土氧化物。
全文摘要
本发明公开了一种高性能超级电容器，由正极片、负极片通过层叠组装而成，所述的正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极浆料层，所述正极浆料层，含有质量百分比为5～20％的正极添加剂，所述正极添加剂包括过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、稀士氧化物或混合稀土氧化物中的一种以上；所述的负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极浆料层；所述负浆料层，含有质量百分比为3～35％的负极添加剂，所述负极添加剂包括金属单质、金属氧化物或氧化还原准电容材料中的一种以上。本发明的电容器，工作电压(最高可达1.7V)和能量密度(10～15Wh/kg)高，循环寿命大于5万次，应用前景广阔。
文档编号H01G9/042GK102324320SQ20111021504
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者华黎, 杨恩东, 梁全顺, 许检红, 龚正大 申请人:上海奥威科技开发有限公司