在2.4～3.0V工作电压下使用的水相超级电容器及其制备方法

摘要

本发明属于超级电容器技术领域，特别涉及了一种在2.4～3.0V工作电压下使用的水相超级电容器及其制备方法。该电容器由由氧化锰/活性炭复合电极材料、活性炭阴极、电解液、隔膜、阳极引线、阴极引线和外壳组成。本发明利用正电极中活性炭在不同电压范围中导电剂和正极活性物质双重作用，而电容器单元同时表现出不对称和对称电容器行为，从本质上提高了超级电容器单元的工作电压。同时该不对称超级电容器具有较好的电化学行为和较理想得到功率密度和能量密度，从而使大功率快速充放电成为可能，拓宽了电容器单元工作电压范围，并且电极材料制备工艺简单，采用中性水相电解液，易于工业化应用。

主权项

1、在2.4～3.0V工作电压下使用的水相超级电容器，其特征在于，该电容器由氧化锰/活性炭复合电极材料、活性炭阴极、电解液、隔膜、阳极引线、阴极引线和外壳组成；氧化锰/活性炭复合材料阳极是由氧化锰、活性炭及聚四氟乙烯均匀混合的混合物，各组分的比例为；氧化锰 20～90wt％活性炭 5～70wt％聚四氟乙烯 5～10wt％其中氧化锰和活性炭是活性物质，所述的氧化锰为amorphous-、α-、β-、γ-、δ-、ε-MnO2，其BET比表面积变化范围为10m2/g～350m2/g；所述的活性炭为植物基、聚合物基或煤基活性炭，表面能含有氮基和氧基官能团；其BET比表面积范围为700m2/g～3000m2/g；活性炭能够用多级孔炭、模板炭或空心炭球代替；活性炭阴极是由活性炭和聚四氟乙烯均匀混合的混合物，各组分的比例为；活性炭 90～95wt％聚四氟乙烯 5～10wt％其中活性炭是活性物质，所述的活性炭为植物基、聚合物基或煤基活性炭，活性炭表面能含有氮基和氧基官能团；其BET比表面积范围为700m2/g～3000m2/g；活性炭能够用多级孔炭、模板炭或空心炭球代替；电解液为含K+、Na+、Ca2+和NH4+离子的水相电解液，溶液接近中性，浓度变化范围为0.5mol/L～2mol/L；隔膜厚度为20μm～50μm。