高能量密度不对称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，特别涉及了一种高能量密度不对称超级电容器及其制备方法。该电容器由氧化锰阳极、多孔炭阴极、电解液、隔膜、阳极引线、阴极引线和外壳组成。本发明结合氧化锰作为正极较高的氧极化过电压和多孔炭作负极较高的氢极化过电压组成不对称电容器元件，从本质上提高了超级电容器单元的工作电压(2V)。与单一材料电容器单元在水相电解液中0.6V～0.8V的工作电压相比较，很大程度提高了电容器的能量密度。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、高能量密度不对称超级电容器，其特征在于，该电容器由氧化锰阳极、多孔炭阴极、电解液、隔膜、阳极引线、阴极引线和外壳组成；其中，氧化锰阳极是由氧化锰、乙炔黑及聚四氟乙烯均匀混合的混合物，各组分的比例为：氧化锰 40～90wt％乙炔黑 5～50wt％聚四氟乙烯 5～10wt％氧化锰是活性物质，所述的氧化锰为α-、β-、γ-、δ-、ε-MnO2，其BET比表面积变化范围为10m2/g～200m2/g；多孔炭阴极是由多孔炭和聚四氟乙烯均匀混合的混合物，各组分的比例为：多孔炭 90～95wt％聚四氟乙烯 5～10wt％其中多孔炭是活性物质，所述的多孔炭为植物基、聚合物基或煤基多孔炭，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；多孔炭阴极能够替换为活性炭、模板炭或空心炭球；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。