專利名稱：一種陣列電極的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種陣列電極，屬于化學工程和新材料領域?？蓮V泛應用于電池、超級 電容器、燃料電池以及催化工業(yè)等領域。
背景技術(shù)：
電化學雙電層電容器(EDLC)具有大電容量，可大電流快速充放電和長循環(huán)使用壽命等 優(yōu)點，在許多需要高比功率、高循環(huán)效率和長壽命電源的領域得到了較廣泛的應用?；钚蕴?是使用最廣泛的一種EDLC電極材料，它成本低、比容量高、制備工藝成熟。但活性炭固有 的缺點制約了活性炭基EDLC性能的進一步提高。提高EDLC的性能，關鍵是研制出具有高 比容量、高電導率和穩(wěn)定性好的新型電極材料。碳納米管具有一維的納米尺寸、獨特的電學 性質(zhì)及良好的機械性能，在1991年被發(fā)現(xiàn)后便在世界范圍內(nèi)掀起了研究和應用熱潮，現(xiàn)已被 廣泛應用于平板顯示和化學傳感器等領域，它在EDLC電極材料領域也具有較好的應用前景。
梁奎等在中國專利(ZL02133455.2)《碳納米管復合電極超大容量龜容器及其制造方法》中 公開了利用碳納米管與過度金屬氧化物及導電聚合物相復合作為電容器電極材料，但方法為 將電極材料壓制在集電極上，存在較大接觸電阻。成會明等在中國專利(申請?zhí)?200410020655.1)《一種復合電極、復合電極電容器及復合電極的制備方法》中公開了在金屬 基體上直接生長一維納米炭材料，但這種工藝流程較為復雜，實驗條件較為苛刻，而且制備 出的一維納米炭材料定向性不佳，多呈巻曲狀，致使一維納米炭之間形成形狀不規(guī)則的孔隙， 影響材料的頻率響應性能，限制了電容器的比功率性能的提高。相比之下，目前己能在導'電 性基體表面直接制備定向排列的一維納米炭材料陣列，制備出的陣列基電極頻率響應性能較 佳。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種功率密度大，倍率性能好、能量密度高及使用壽命長的電 極材料。
本實用新型的技術(shù)方案如下
一種陣列電極材料，該電極由導電性良好的基體同在其上直接制備的定向排列的一維納 米炭材料陣列組成，該電極僅在陣列同基體之間存在較少的接觸點，電極內(nèi)部無粘結(jié)劑，降
低了接觸電阻。
本實用新型提供的陣列電極的定向一維納米炭材料陣列可以在基體的一面或兩面。定向 的一維納米材料可利用的比表面大，使得陣列電極具有較高的比容量；其孔徑均一，使得電
3解液離子可在孔中快速遷移，陣列電極具有較好的倍率性能。 .
本實用新型提供的陣列電極的導電性良好的基體可以是鈦、鋁、銅、鉭、鎢、金、鉑、 鎳、不銹鋼、玻態(tài)炭、石墨、導電塑料、導電橡膠或高摻雜硅等金屬或非金屬的板、箔、網(wǎng) 或泡沫狀材料。
本實用新型提供的定向排列的一維納米炭材料陣列中的一維納米炭材料可以是直徑1~2 nm的單壁碳納米管或直徑2~50 nm的多壁碳納米管構(gòu)成。這些材料具有良好的導電性能和力 學性能，使得陣列電極具有較好的比功率性能和倍率性能。
本實用新型提供一種陣列電極優(yōu)點在于該電極將定向性的一維納米炭陣列直接生長在 導電性良好的基體上，該電極僅在陣列同基體間存在較少的接觸點，電極活性物質(zhì)內(nèi)部無粘 結(jié)劑，接觸電阻小，電極倍率性能好，比功率高，使用壽命長。


圖l陣列電極
1.導電材料基體，2. —維納米炭材料陣列
具體實施方式實施例1
用不銹鋼片做基體l，在其上下兩面附著上一維炭材料陣列2， 一維炭材料陣列2由定向 排列的、 直徑10 nm的多壁碳納米管組成。
權(quán)利要求1、一種陣列電極，其特征在于該電極由導電材料基體(1)同定向排列的一維納米炭材料陣列(2)組成，一維納米炭材料是直徑1～2nm的單壁碳納米管或直徑2～50nm的多壁碳納米管，定向排列的一維納米炭材料陣列(2)直接附著在導電材料基體(1)的一面或兩面上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的陣列電極，其特征在于所述的導電材料基體是鈦、鋁、銅、 鉭、鎢、金、鉑、鎳、不銹鋼、玻態(tài)炭、石墨、導電塑料或?qū)щ娤鹉z。
專利摘要本實用新型為一種陣列電極，該電極由導電材料基體同定向排列的一維納米炭材料陣列組成，一維納米炭材料是單壁碳納米管、多壁碳納米管或納米炭纖維材料，定向排列的一維納米炭材料陣列直接附著在導電材料基體的一面或兩面上。導電材料基體是鈦、鋁、銅、鉭、鎢、金、鉑、鎳、不銹鋼、玻態(tài)炭、石墨、導電塑料或?qū)щ娤鹉z。定向排列的一維納米炭材料陣列基電極具有優(yōu)良的頻率響應性能，功率密度大，能量密度高，循環(huán)使用壽命長，可以廣泛應用于電池、超級電容器、燃料電池以及催化工業(yè)等領域。
文檔編號H01M4/86GK201359926SQ20082013676
公開日2009年12月9日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者浩 張, 張文峰, 斌 徐, 曹高萍, 楊裕生, 杰 程 申請人:中國人民解放軍63971部隊