一种氢氧化钴和活性炭分别为正负极的非对称式超级电容器的制备方法

摘要

本发明涉及氢氧化钴和活性碳分别为正、负极的非对称式超级电容器及其制备方法。正极采用碳材料/氢氧化钴电极，负极采用碳材料或泡沫镍/活性炭电极，正负极间以聚丙烯磺酸膜等隔膜隔开，电解液为碱性水溶液，组装成为单体超级电容器或超级电容器组。通过正极氢氧化钴提供赝电容与负极活性碳提供双电层电容，有效地提高了比电容，并拓宽了电容器的电势工作窗口，从而提高超级电容器的能量密度。由于正极氢氧化钴材料发生准可逆的氧化还原反应，负极活性碳为静电物理吸附，本发明的非对称超级电容器具有良好的循环稳定性和使用寿命。该种超级电容器组采用软包装形式，大大提高了超级电容器整体装置的质量能量密度。

主权项

一种氢氧化钴和活性碳分别为正、负极的非对称式超级电容器的制备方法，其特征在于：非对称式超级电容器的正极材料为氢氧化钴，负极材料为活性炭，电解液选取碱性水溶液，其电极材料的制作和电容器的组装步骤如下：步骤1：将碳材料经过有机溶剂超声处理，除去有机杂质；将碳材料经过盐酸或硫酸酸化处理，除去无机杂质并提高碳材料比表面积；采用恒电位或恒电流电化学沉积，在经过处理的碳材料上生长氢氧化钴薄膜，得到氢氧化钴电极，将其作为超级电容器正极使用；步骤2：将泡沫镍或碳材料作为基底，经过有机溶剂、无机酸和去离子水处理，除去有机物和氧化膜；将活性炭与导电剂、粘结剂进行混合，刮涂或喷涂于经过处理的基底上，得到活性炭电极，将其作为超级电容器负极使用；步骤3：将聚丙烯磺酸膜放入所使用的碱性溶液中浸泡待用；步骤4：将超级电容器正极、负极、隔膜、密封胶垫和端板，通过螺栓组合成硬包装的超级电容器单体或超级电容器组，或将超级电容器正极、负极、隔膜，通过金属薄壳焊接或塑料膜热压组合成软包装的超级电容器单体或超级电容器组；采用医用注射器或真空泵方式，将电解液沿着预留孔道注入超级电容器内，固定后密封；步骤5：将步骤4中组装的超级电容器单体进行串联或并联构成超级电容器组合电路，从而达到所要求的工作电流和电压。