專利名稱：碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，所屬領(lǐng)域為納米技術(shù)及儲能領(lǐng)域。
超大容量電容器是一種介于蓄電池與傳統(tǒng)介質(zhì)電容器之間的新型儲能器件，傳統(tǒng)介質(zhì)電容器是通過電介質(zhì)的極化來儲存電荷，而超大容量電容器是通過電解質(zhì)離子與電極的相互作用來儲存電荷。與傳統(tǒng)介質(zhì)電容器相比，它具有很高的比電容量，可存儲的能量密度為傳統(tǒng)介質(zhì)電容器的10倍以上；與蓄電池相比，其功率密度高10倍以上，具有瞬間釋放特大電流的特性并且充電效率很高、循環(huán)使用壽命長。
超大容量電容器可作為電動車輛驅(qū)動電源的功率單元，解決電動車發(fā)展中的“瓶頸”，以蓄電池加超大容量電容器的復(fù)合動力源電動車輛，蓄電池提供正常運行狀態(tài)下所需平均功率，而在爬坡、啟動、制動狀態(tài)下所需加速功率由并聯(lián)的超大容量電容器提供，超大容量電容器作為“峰值功率單元”，可有效地減輕蓄電池的峰值功率壓力，使蓄電池每次充電的持續(xù)里程增大數(shù)倍，使蓄電池的循環(huán)使用壽命延長。超大容量電容器也可應(yīng)用于軍事方面，如微波武器、激光武器提供MW級的特大啟動功率；還可用作電子設(shè)備中的備用電源，如電視機、攝錄像機、個人電腦、移動電話機的不間斷供電系統(tǒng)；可用于工業(yè)設(shè)備的閃光、點火裝置，如照相機、電焊機、充磁機、X光機、燃料電池的引發(fā)電源。
超大容量電容器形成電容的方式有雙電層電容和贗電容兩種，雙電層電容是在電極/電解質(zhì)界面通過電子和離子的定向排列造成電荷的對峙所產(chǎn)生。贗電容是在電極表而或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)發(fā)生高度可逆的氧化還原反應(yīng)或吸附脫附過程，從而實現(xiàn)電荷的儲存和釋放并形成電容。贗電容方式形成的比電容量可達(dá)雙電層電容的10倍以上。與上面兩種電容方式對應(yīng)的器件即雙電層電容器和贗電容器。
通常雙電層電容器主要以高比表面積活性炭、活性炭纖維、碳?xì)饽z等作為電極材料，但這些材料導(dǎo)電性較差，所得電容器等效串聯(lián)電阻大；另外，活性炭中有大量孔徑為2nm或更小的微孔，電解質(zhì)離子難以進(jìn)入這些孔中，因此其比表面積利用率低；并且結(jié)構(gòu)上存在所謂的“死孔”，這使得其頻率響應(yīng)特性差。近年來，由于碳納米管的發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用碳納米管作為超大容量電容器電極材料已引起研究者的重視，碳納米管是由單層或多層石墨面卷曲而成的中空的納米級管狀材料。在一定的形狀和尺寸條件下，碳納米管具有良好的導(dǎo)電性；碳納米管相互交織纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔尺寸主要分布在2-50nm之間，具有巨大的有效比表面積，適合雙電層電容的形成；碳納米管三維網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔之間相互貫通，沒有活性炭結(jié)構(gòu)上的所謂“死孔”。但碳納米管主要是形成雙電層電容，比電容量相對較小，約為100F/g(按單電極活性物質(zhì)計算)。如馬仁志，魏秉慶，徐才錄，等在《中國科學(xué)》雜志上(E輯，2000，30(2)112-116)發(fā)表的《基于碳納米管的超級電容器》。
而贗電容器常以金屬氧化物RuO2為電極材料，RuO2導(dǎo)電率高，所得超大容量電容器的比電容量高，但是RuO2價格昂貴，尋找廉價的替代RuO2的電極材料引起研究者的興趣。如王曉峰等等在《電源技術(shù)》雜志上(2001，25(3))發(fā)表的《氧化鎳超電容器的研究》。用鎳的氧化物(NiOx)為電極材料，但鎳的氧化物(NiOx)導(dǎo)電性較差，所得超大容量電容器的等效串聯(lián)電阻大。另外，過渡金屬氧化物的成型性能差。另一類贗電容器電極材料是導(dǎo)電聚合物，包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；基于導(dǎo)電聚合物的超大容量電容器可以形成贗電容從而獲得較大的比電容量，但導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性也差。另外，導(dǎo)電聚合物的機械強度低。
電極材料決定超大容量電容器的性能，上面提到的電極材料中碳納米管能達(dá)到較高的電導(dǎo)率，但它主要是形成雙電層電容，比電容量相對較小。而過渡金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物可形成贗電容，獲得較高的比電容量，但導(dǎo)電性較差。這意味著目前的超大容量電容器電極材料在高比電容量與高電導(dǎo)率方面難以兼顧。另外，過渡金屬氧化物成型性能差，導(dǎo)電聚合物機械強度低，這都將影響超大容量電容器的性能。
付旭濤等人申請的《摻碳納米管超大容量電容器》，專利申請?zhí)枮?0136008.6的發(fā)明專利將活性炭(或活性炭纖維)與碳納米管復(fù)合，作為超大容量電容器電極材料，但這種材料中無過渡金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔?，難以形成贗電容，所得的比電容小。李永熙等人申請的《使用新材料的電極的超級電容器以及制造方法》，專利申請?zhí)枮?1109703.5的發(fā)明專利用碳納米管或鍍鎳碳納米管作為超大容量離子電容器電極材料，但這種材料中無過渡金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔?，難以形成贗電容；另外，這種材料成本太高。而解晶瑩等人申請的《電化學(xué)超電容器以及制造方法》，專利申請?zhí)枮?0119499.2的發(fā)明專利以鎳的氧化物或氫氧化物為超大容量離子電容器的正極材料，以多孔大面積炭為負(fù)極材料，但鎳的氧化物或氫氧化物的導(dǎo)電性差，所得超大容量電容器的等效串聯(lián)電阻大。
本發(fā)明專利的目的是為了獲得同時能形成高比電容量、具有良好的導(dǎo)電性、具有良好的成型性能和機械性能的超大容量電容器電極材料及由此制得的電極，進(jìn)而制得比電容量高、等效串聯(lián)電阻低的超大容量電容器。
本發(fā)明專利的原理是擬采用碳納米管與過渡金屬氧化物與(或)導(dǎo)電聚合物相復(fù)合的途經(jīng)，在所得復(fù)合電極中碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，而過渡金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物可形成較高的比電容量。碳納米管在復(fù)合電極中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為導(dǎo)電性良好的電荷通路；而過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物能形成贗電容、得到較高的比電容量，這使得超大容量電容器電極既能形成高比電容量、又具有高電導(dǎo)率。另外，在碳納米管復(fù)合電極材料中，碳納米管本身的比表面積大，可以形成較大的雙電層容量；在復(fù)合材料的制備過程中，碳納米管可以作為過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物的形核基底，有利于得到晶粒細(xì)小的過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物；并且，碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物的機械性能互補，如過渡金屬氧化物可依附在碳納米管網(wǎng)絡(luò)上，從而得到較好的成型性能；導(dǎo)電聚合物的機械強度較差，導(dǎo)電聚合物與碳納米管復(fù)合后將使其機械強度明顯提高。而成型性能和機械強度對電極材料來說也是很重要的。
本發(fā)明專利的關(guān)鍵技術(shù)問題的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明專利采用將導(dǎo)電性良好的碳納米管與涉及到的其它導(dǎo)電性較差的過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物系列、活性炭系列相復(fù)合的方法，從而得到同時能形成高比電容量和具有良好的導(dǎo)電性的超大容量電容器電極材料。具體的復(fù)合方案有如下6種(1)碳納米管與過渡金屬氧化物復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為90％-10％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)。
(2)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為90％-10％。這里的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。
(3)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為40％-5％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。
(4)碳納米管與過渡金屬氧化物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
(5)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
(6)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為30％-3％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為30％-5％，活性炭系列的重量百分比為30％-2％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
上述6種復(fù)合方案中所提到的碳納米管在復(fù)合前需進(jìn)行氧化處理，氧化處理在空氣或液體介質(zhì)中進(jìn)行，氧化處理溫度為80-120℃，氧化處理時間為2-10小時。上述方案中提到的過渡金屬氧化物中可以摻入稀土元素Ce或La；也可以不摻Ce或La。然后按復(fù)合方案配料，進(jìn)行充分研磨，再在其中加入重量百分比為1％-20％的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑包括聚四氟乙烯乳液、羧甲基纖維素、聚乙烯醇。用攪拌均勻的復(fù)合電極材料壓制在泡沫鎳、石墨片、鎳片、鋁片或銅片上，制成一定形狀的復(fù)合電極。壓制方法包括普通模壓法、冷等靜壓法、熱等靜壓法。兩個相同的碳納米管復(fù)合電極用一電解質(zhì)離子可以通過的隔膜分隔，隔膜為玻璃纖維紙或聚合物膜。然后裝入外殼中，再注入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液可用氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鋰水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、高氯酸鋰的碳酸丙烯酯溶液、四氟硼酸四乙基銨的碳酸丙烯酯溶液，或其混合液。封裝后即得超大容量電容器。
實施例本發(fā)明涉及現(xiàn)有的超大容量電容器電極材料可分成兩類，一類是導(dǎo)電性良好的碳納米管，另一類是導(dǎo)電性較差的過渡金屬氧化物、活性炭系列和導(dǎo)電聚合物系列。本發(fā)明采用將導(dǎo)電性良好的碳納米管與涉及到的其它導(dǎo)電性較差的過渡金屬氧化物、活性炭系列、導(dǎo)電聚合物系列相復(fù)合的辦法，從而得到同時能形成高比電容量和具有良好的導(dǎo)電性的超大容量電容器電極材料。具體的復(fù)合方案有如下6種(1)碳納米管與過渡金屬氧化物復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為90％-10％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)。
(2)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為90％-10％。這里的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。
(3)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為40％-5％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。
(4)碳納米管與過渡金屬氧化物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
(5)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
(6)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為30％-3％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為30％-5％，活性炭系列的重量百分比為30％-2％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
上述6種復(fù)合方案中所提到的碳納米管在復(fù)合前需進(jìn)行氧化處理，氧化處理在空氣或液體介質(zhì)中進(jìn)行，氧化處理溫度為80-120℃，氧化處理時間為2-10小時。上述方案中提到的過渡金屬氧化物中可以摻入稀土元素Ce或La；也可以不摻Ce或La。然后按復(fù)合方案配料，進(jìn)行充分研磨，再在其中加入重量百分比為1％-20％的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑包括聚四氟乙烯乳液、羧甲基纖維素、聚乙烯醇。用攪拌均勻的復(fù)合電極材料壓制在泡沫鎳、石墨片、鎳片、鋁片或銅片上，制成一定形狀的復(fù)合電極。壓制方法包括普通模壓法、冷等靜壓法、熱等靜壓法。兩個相同的碳納米管復(fù)合電極用一電解質(zhì)離子可以通過的隔膜分隔，隔膜為玻璃纖維紙或聚合物膜。然后裝入外殼中，再注入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液可用氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鋰水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、高氯酸鋰的碳酸丙烯酯溶液、四氟硼酸四乙基銨的碳酸丙烯酯溶液或其混合液。封裝后即得超大容量電容器。
本發(fā)明專利的優(yōu)點是上述復(fù)合電極中的碳納米管能形成導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而其中過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物系列能形成大的比電容量。從而，得到同時能形成高比電容量和具有良好的導(dǎo)電性的超大容量電容器電極材料。另外，在碳納米管復(fù)合電極材料中，碳納米管本身的比表面積大，可以形成較大的雙電層容量；在復(fù)合材料的制備過程中，碳納米管可以作為過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物的形核基底，有利于得到晶粒細(xì)小的過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物；并且，碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物的機械性能互補，如過渡金屬氧化物可依附碳納米管網(wǎng)絡(luò)，可得到較好的成型性能；導(dǎo)電聚合物的機械強度較差，導(dǎo)電聚合物與碳納米管復(fù)合后將使其機械強度明顯提高；而活性炭系列的添加可以降低成本。本專利的應(yīng)用意味著新型超大容量電容器電極材料的出現(xiàn)，將推進(jìn)超大容量電容器的應(yīng)用和研究進(jìn)程，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟和社會效益。通過本發(fā)明的實施，可以得到同時能形成高比電容量和具有良好的導(dǎo)電性、具有較好的成型性能和機械強度的超大容量電容器電極材料，運用該電極材料可生產(chǎn)出超大容量電容器。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，采用將導(dǎo)電性良好的碳納米管與涉及到的導(dǎo)電性較差的過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物系列、活性炭系列相復(fù)合，其特征在于具體的復(fù)合方案有如下6種(1)碳納米管與過渡金屬氧化物復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為90％-10％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)。(2)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為90％-10％。這里的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及衍其生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。(3)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為40％-5％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物。(4)碳納米管與過渡金屬氧化物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。(5)碳納米管與導(dǎo)電聚合物系列、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為50％-5％，活性炭系列的重量百分比為40％-5％。這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。(6)碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物、活性炭系列同時復(fù)合，這一復(fù)合材料中碳納米管的重量百分比為10％-90％，過渡金屬氧化物的重量百分比為30％-3％，導(dǎo)電聚合物的重量百分比為30％-5％，活性炭系列的重量百分比為30％-2％。這里所指過渡金屬氧化物包括鎳的氧化物(NiOx)、鈷的氧化物(CoOx)；這里所指的導(dǎo)電聚合物系列包括聚苯胺(PAN)及其衍生物、聚吡咯(PPY)及其衍生物、聚噻吩(PTH)及其衍生物、聚對苯(PPP)及其衍生物、聚并苯(PAS)及其衍生物；這里所指的活性炭系列包括活性炭、活性炭纖維、活性炭纖維布以及碳?xì)饽z。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，其特征在于上述6種復(fù)合方案中所提到的碳納米管在復(fù)合前需進(jìn)行氧化處理，氧化處理在空氣或液體介質(zhì)中進(jìn)行，氧化處理溫度為80-120℃，氧化處理時間為2-10小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，其特征在于上述方案中提到的過渡金屬氧化物中可以摻入稀土元素Ce或La；也可以不摻Ce或La。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，其特征在于按復(fù)合方案配料，進(jìn)行充分研磨，再在其中加入重量百分比為1％-20％的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑包括聚四氟乙烯乳液、羧甲基纖維素、聚乙烯醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，其特征在于用攪拌均勻的復(fù)合電極材料壓制在泡沫鎳、石墨片、鎳片、鋁片或銅片上，制成一定形狀的復(fù)合電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合電極超大容量電容器及其制造方法，其特征在于壓制方法包括模壓法、冷等靜壓法、熱等靜壓法。
全文摘要
本發(fā)明擬采用碳納米管與過渡金屬氧化物與(或)導(dǎo)電聚合物相復(fù)合的途經(jīng)。碳納米管具有良好的導(dǎo)電性,在復(fù)合電極中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),成為導(dǎo)電性良好的電荷通路;而過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物能形成贗電容、得到較高的比電容量,這使得超大容量電容器電極既能形成高比電容量、又具有高電導(dǎo)率。另外,復(fù)合電極中的碳納米管比表面積大,可以形成較大的雙電層容量;碳納米管可在制備過程作為過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物的形核基底,有利于得到晶粒細(xì)小的過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物;碳納米管與過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物復(fù)合,可得到較好的成型性能和較高地機械強度。
文檔編號H01G13/00GK1388540SQ0213345
公開日2003年1月1日 申請日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者梁逵 申請人:四川工業(yè)學(xué)院