基於添加導電物質的聚偏氟乙烯基電極材料及其製備方法
2023-06-10 08:55:31 2
基於添加導電物質的聚偏氟乙烯基電極材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種直接基於添加導電物質的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料及其製備方法。該方法是將聚偏氟乙烯和與其能產生導電活性物質的添加物以及導電物質，按質量百分比配料製成混合粉末；再用有機溶劑溶解得混合溶液；將混合溶液加熱攪拌至溶膠狀，將溶膠均勻地塗覆在襯底上烘乾成複合膜；對複合膜處理，即得到添加物和直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基電極材料。該電極材料組成包括聚偏氟乙烯和與其能產生導電活性物質的添加物以及直接添加的導電物質。本發明製備的電極材料通過直接添加導電物質的方式，其工藝簡單、成本低；將該電極材料用於組裝超級電容器，使其比容量有了較大幅度提高；且充放電迅速、循環壽命長，適合規模化生產。
【專利說明】基於添加導電物質的聚偏氟乙烯基電極材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於儲能【技術領域】，特別涉及一種用於製備柔性固態、扣式和卷繞式超級電容器的基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯(PVDF)基電極材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]超級電容器，又稱電化學電容器。它兼有電池和物理電容器相同特性，是一種新型的儲能能源器件，它既像電池一樣具有大的電荷儲存能力，又和普通的電容器一樣有很高的放電功率，使得在這兩種元件間找到了最佳的結合點。並在耐溫、維護等方面具有獨特的優勢；超級電容器涉及材料、能源、化學、電子器件等多個學科，它成為交叉學科研究的熱點之一。作為一種綠色環保、性能優異的新型儲能器件，超級電容器在眾多的領域有廣泛的應用。因此，近年來人們對超級電容器的研究工作越來越重視。比如，在汽車動力研究的領域，歐美等國家利用超級電容器、傳統電池的高電荷儲存、高功率密度能力；並聯超級電容器和電池二者，成功的研製出電動汽車的新型混合電源系統。經過實驗表明:與二次電池或燃料電池結合使用的超級電容器電源系統，具有可行性且完全可以滿足汽車動力來源的要求，現業內已嘗試採用單純超級電容器作為混合動力電動汽車的動力電源。可見，對於超級電容器的研究工作具有重要意義。
[0003]超級電容器中，電極材料是影響超級電容器性能的核心因素之一，也是當前超級電容器研究的熱點。從材料的角度來看，超級電容器所用電極材料主要有:碳基電極材料、金屬氧化物基電極材料和導電聚合物基電極材料等。碳材料由於擁有較高的電導率、較高的比表面積等獨特的物理和化學性質而被廣泛的用作超級電容器電極材料，但是其內阻較大，導電性較差，並且比容量相對比較低，這必將影響到電容器的整體性能；金屬氧化物超級電容器主要以RuO等貴金屬為電極材料，由於它的電導率比碳材料大兩個數量級，所以獲得了很高的比容量。但是貴金屬資源有限，並且價格昂貴，這極大地限制了這類電極材料的大規模應用；導電聚合物也是一種常用的電極材料.導電聚合物在充放電過程中會發生氧化和還原反應。因此，開發具有低成本優勢的、各項性能均有較大改進和提高的用於超級電容器的電極材料是有必要的。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服現有技術中所存在的缺陷和不足，提供一種用於製備柔性固態、扣式和卷繞式超級電容器的基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料及其製備方法。該方法通過直接添加導電物質使聚偏氟乙烯基電極材料製作的超級電容器的比電容量有較大幅度的提高，與此同時又不破壞聚偏氟乙烯基複合膜的骨架和結構，並且繼承了成本低廉、工藝簡單、性能優良的特點。所製備的電極材料可加工為任意大小，其厚度大約為85?120 μ m，符合器件小型化的要求及擴大其應用範圍。
[0005]為實現本發明目的，本發明採用以下的技術方案來完成的。
[0006]本發明提供的基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基電極材料的製備方法，包括以下工藝步驟:
[0007](I)聚偏氟乙烯(PVDF)和添加物以及導電物質混合粉末的製備
[0008]將聚偏氟乙烯和與其能夠產生導電活性物質的添加物以及導電物質按質量百分比20%:47%:33%?90%:1%:9%配料，將所配原料混合均勻後，烘乾製備成聚偏氟乙烯混合粉末；
[0009](2)聚偏氟乙烯(PVDF)和添加物以及導電物質混合溶液的製備
[0010]將步驟(I)所得的聚偏氟乙烯混合粉末用有機溶劑充分溶解，得到聚偏氟乙烯混合溶液；
[0011](3)聚偏氟乙烯(PVDF)和添加物以及導電物質複合膜的製備
[0012]將步驟(2 )所得的聚偏氟乙烯混合溶液加熱攪拌至溶膠狀後，均勻地塗敷在襯底上，或直接均勻地傾倒在襯底上，然後將承載有混合溶液的襯底置於恆溫箱中烘乾，製備成聚偏氟乙烯基複合膜；
[0013](4)聚偏氟乙烯(PVDF)基超級電容器電極材料的製備
[0014]對步驟(3)所得聚偏氟乙烯基複合膜通過加熱和表面活化過程進行活化處理，即製備成直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料。
[0015]上述方案中，所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物是選自碳酸鉀鹽類物質、或氫氧化鉀鹼性物質。
[0016]上述方案中,所述直接添加的導電物質是選自活性炭，或鎳粉或鐵粉等。
[0017]上述方案中，所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物選自碳酸鉀鹽類物質，所述導電物質選自活性炭，那麼所述聚偏氟乙烯和碳酸鉀鹽類物質以及活性炭的質量百分比為20%:47%:33%?90%:1%:9% ;所述添加物選自碳酸鉀鹽類物質，所述導電物質選自活性炭與鎳粉混合物，那麼聚偏氟乙烯和碳酸鉀鹽類物質以及活性炭與鎳粉混合物的質量百分比為20%:47%:33%?90%: 1%:9%。
[0018]上述方案中，所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物選自氫氧化鉀鹼性物質，所述導電物質選自鎳粉，那麼所述聚偏氟乙烯和氫氧化鉀鹼性物質以及鎳粉的質量百分比為20%:47%:33%?90%:1%:9% ;所述添加物選自氫氧化鉀鹼性物質，所述導電物質選自鎳粉與活性炭混合物，那麼聚偏氟乙烯和氫氧化鉀鹼性物質以及鎳粉與活性炭混合物的質量百分比為20%:47%:33%?90%:1%:9%。
[0019]上述方案中，所述導電物質選自活性炭與鎳粉的混合物使用時，其二者質量百分比為 99%:1% ?1%:99%。
[0020]上述方案中，所述的有機溶劑是既能夠溶解聚偏氟乙烯，又相對於與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加劑、直接加入的導電物質穩定的N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)、或二甲基亞碸(NMP)、或N-甲基吡咯烷酮(DMS0)。
[0021]上述方案中，所述襯底為石墨紙，或導電纖維布，或泡沫鎳。
[0022]上述方案中，所述對聚偏氟乙烯基複合膜通過加熱活化處理，是將複合膜在溫度為80?250°C下熱處理I?120分鐘；所述表面活化過程，是將通過加熱活化處理的複合膜完全浸泡在盛有氫氧化鉀溶液容器中，然後將容器放入50?90°C的烘箱中靜置I?300分鐘，進行表面活化處理。
[0023]本發明依上述製備方法製備的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料，包括兩部分，一部分是聚偏氟乙烯和與其能夠產生導電活性物質的添加物，另一部分是直接添加的導電物質；該電極材料的組成是:以質量百分比計包括:20%?90%的聚偏氟乙烯、和1%?47%的與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物、以及9%?33%的直接添加的導電物質。
[0024]本發明製備的基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料用於扣式超級電容器的製備方法，包括以下具體操作過程:
[0025]將製備好的直接添加了導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料，用衝片機處理得到符合規格大小的正負電極，依次將電極材料和隔膜按照電極/隔膜/電極的順序放置於扣式電池殼負極蓋內，將電解液注入電池殼負極蓋內，再加入墊片或者泡沫鎳，蓋上電池殼正極蓋後在電池封裝機上封裝，即製得扣式超級電容器。
[0026]上述方案中，所述的扣式超級電容器，是以直接添加了導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料為電極；採用導電的柔性襯底石墨紙、泡沫鎳或導電纖維布作集流體；其電池殼負極蓋內注入的電解液為無機電解液或有機電解液；其採用的隔膜皆為聚亞醯胺，或聚丙烯纖維。
[0027]本發明製備的基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯複合膜電極材料用於卷繞式超級電容器的製備方法，包括以下具體操作過程:
[0028]將製備好的直接添加了導電物質的聚偏氟乙烯複合膜電極材料和隔膜依次按照電極/隔膜/電極的順序放置於兩柱狀導電金屬棒之間，進行卷繞，使電極材料緊密的貼近柱狀導電金屬棒，得毛坯產品；將卷繞得到的毛胚產品，放置於具有上下內蓋的封裝殼內封裝，注入電解質，即製得卷繞式超級電容器。
[0029]上述方案中，所述的卷繞式超級電容器，是以直接添加了導電聚合物的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料為電極；採用導電的柔性襯底石墨紙、泡沫鎳、或導電纖維布作集流體；其封裝殼內注入的電解液為無機電解液或有機電解液；其採用的隔膜皆為聚亞醯胺，或聚丙烯纖維。
[0030]本發明製備的直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料用於柔性固態超級電容器的製備方法，包括以下具體操作過程:
[0031]將上述製備方法製備好的直接添加了導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料，裁剪成大小相同的兩片分別作為正負極，然後把正負極相互面對；利用固體電解質將二者粘結即可製備成柔性固態超級電容器。
[0032]上述方案中，所述固體電解質是聚乙烯醇和氫氧化鉀混合物、或聚乙烯醇和磷酸電解質混合物。
[0033]本發明利用直接添加了導電物質的聚偏氟乙烯基複合膜電極材料製備扣式超級電容器，卷繞式超級電容器和柔性固態超級電容器，它們均具有充放電迅速、循環壽命長，同時又具有較高的能量密度和功率密度。
[0034]本發明具有的優點及有益的技術效果如下:
[0035]本發明通過直接添加導電物質的方式，在保證聚偏氟乙烯基複合膜骨架和結構的前提下，進一步減小了聚偏氟乙烯與活性物質的接觸電阻，增加了器件的活性物質。從而使電極材料的內阻降低、導電性更加優異，且比容量有了較大幅度的提高。通過本發明製造的電極材料穩定性良好，並且正負極、電解質、封裝均有較好的柔性，所以滿足製備扣式、卷繞式、固態柔性超級電容器的條件。並且製備工藝簡單、成本低廉，容易實現批量生產。綜上，採用本發明聚偏氟乙烯電極材料可以批量製造電化學交流阻抗為2歐姆、厚度大約為85?120 μ m的三種形式的超級電容器。且製備的扣式、卷繞式與柔性固態超級電容器充放電迅速、循環壽命長，同時又具有較高的能量密度和功率密度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1本發明按實施例1製備出的柔性固態超級電容器的循環伏安測試結果圖；
[0037]圖2本發明按實施例1製備出的柔性固態超級電容器的恆流充放電測試結果圖；
[0038]圖3本發明按實施例4製備出的卷繞式超級電容器的循環伏安測試結果圖；
[0039]圖4本發明按實施例4製備出的卷繞式超級電容器的恆流充放電測試結果圖。
【具體實施方式】
[0040]下面用具體實施例及效果圖對本發明作進一步的詳細說明，但並不意味著是對本發明保護範圍的任何限制。
[0041]本發明下述實施例中所用電子天平為上海精科儀器技術有限公司生產的FA-1104N型電子分析天平；
[0042]所用恆溫乾燥箱為中國上海景邁儀器設備有限公司[廠]生產的DHG型恆溫乾燥箱；
[0043]所用PVDF為成都中氟化學品有限公司生產；
[0044]所用碳酸鉀為成都科龍化工試劑廠生產；
[0045]所用活性炭為成都科龍化工試劑廠生產；
[0046]所用鎳粉為成都科龍化工試劑廠生產；
[0047]測試結果所用電化學工作站為上海辰華公司生產的CHI600E電化學工作站。
[0048]實施例1:將聚偏氟乙烯、碳酸鉀和活性炭按質量百分比為20%:47%:33%的比例配料，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻後並烘乾，然後用DMF溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，再加熱攪拌形成溶膠狀；把混合溶膠均勻地塗覆在石墨紙襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在石墨紙上形成一層複合膜；將此複合膜在220°C下熱處理60分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在盛有氫氧化鉀溶液的燒杯中，將燒杯放入80°C的烘箱中靜置60分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質活性炭的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料。將電極材料，裁剪成大小相同的兩片分別作為正負極，然後把正負極相互面對；再用聚乙烯醇和氫氧化鉀電解質的混合液作為粘接劑，把相互面對的兩片電極粘接起來，即製備成以承載膜的石墨紙襯底為集流體、以直接添加導電物質活性炭的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以聚乙烯醇和氫氧化鉀混合電解液為固體電解質的柔性固態超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電，其測試結果分別見圖1、圖2所示，從圖2可知電容約為26mF/cm2。
[0049]實施例2:
[0050]將聚偏氟乙烯、碳酸鉀和鎳粉按照質量百分比按質量百分比為20%:47%:33%的比例配料，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用DMF溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在導電纖維布襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在導電纖維布上形成一層複合膜；將此複合膜在250°C下熱處理30分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入60°C的烘箱中靜置120分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質鎳粉的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料；將電極材料，裁剪成大小相同的兩片分別作為正負極，然後把正負極相互面對；再用聚乙烯醇和氫氧化鉀電解質的混合液作為粘接劑，把相互面對的兩片電極粘接起來，即製備成以承載膜的導電纖維布襯底為集流體、以直接添加導電物質鎳粉的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以聚乙烯醇和磷酸混合電解液為固體電解質的柔性固態超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電。
[0051]實施例3:
[0052]將聚偏氟乙烯、氫氧化鉀混合物粉末和鎳粉、活性炭的混合物按質量百分比20%:47%:33%稱量原料，其中，鎳粉與活性炭質量百分比為1%:99%，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用NMP溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在泡沫鎳襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在泡沫鎳上形成一層複合膜；將此複合膜在80°C下熱處理120分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入50°C的烘箱中靜置300分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質鎳粉和活性炭混合物的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料。將電極材料用衝片機處理得到符合規格大小的正負電極，依次將電極材料和隔膜按照電極/隔膜/電極的順序放置於扣式電池殼負極蓋內，向電池殼負極蓋內注入6mol/L的KOH溶液，放入墊片後蓋上電池殼正極蓋在電池封裝機上封裝，即製備成以承載膜的泡沫鎳襯底為集流體、以直接添加導電物質鎳粉和活性炭混合物的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以6mol/L的KOH為電解質的扣式超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電。
[0053]實施例4:
[0054]將聚偏氟乙烯、碳酸鉀和鎳粉按質量百分比為90%:1%:9%的比例配料，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用DMF溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在石墨紙襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在石墨紙上形成一層複合膜；將此複合膜在250°C下熱處理I分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入90°C的烘箱中靜置I分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質鎳粉的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料；將電極材料用衝片機處理得到符合規格大小的正負電極，依次將電極材料和隔膜按照電極/隔膜/電極的順序放置於扣式電池殼負極蓋內，向電池殼負極蓋內注入6mol/L的KOH溶液，放入墊片後蓋上電池殼正極蓋在電池封裝機上封裝，即製備成以承載膜的石墨紙襯底為集流體、以直接添加導電物質鎳粉的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以6mol/L的KOH為電解質的扣式超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電，其測試結果分別見圖3、圖4所示，從圖2可知電容約為21mF/cm2。
[0055]實施例5:
[0056]將聚偏氟乙烯、氫氧化鉀和活性炭按質量百分比為90%:1%:9%的比例配料，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用NMP溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在石墨紙襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在石墨紙上形成一層複合膜；將此複合膜在220°C下熱處理30分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入80°C的烘箱中靜置90分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質活性炭的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料。將電極材料和隔膜依次按照電極/隔膜/電極的順序放置於兩柱狀導電金屬棒之間，進行卷繞，使電極材料緊密的貼近柱狀導電金屬棒，得毛坯產品；將卷繞得到的毛胚產品，放置於具有上下內蓋的封裝殼內封裝，注入6mol/L的KOH電解液，即製備成以承載膜的石墨紙襯底為集流體、以直接添加導電物質活性炭的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以6mol/L的KOH為電解質的卷繞式超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電。
[0057]實施例6:
[0058]將聚偏氟乙烯、碳酸鉀和鎳粉與活性炭混合物按質量百分比為90%:1%:9%的比例配料，其中鎳粉與活性炭質量百分比為99%:1%，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用DMSO溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在石墨紙襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在石墨紙上形成一層複合膜；將此複合膜在80°C下熱處理120分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入80°C的烘箱中靜置60分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質鎳粉與活性炭混合物的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料。將電極材料和隔膜依次按照電極/隔膜/電極的順序放置於兩柱狀導電金屬棒之間，進行卷繞，使電極材料緊密的貼近柱狀導電金屬棒，得毛坯產品，將卷繞得到的毛胚產品，放置於具有上下內蓋的封裝殼內封裝，注入6mol/L的KOH電解液，即製備成以承載膜的石墨紙襯底為集流體、以直接添加導電物質鎳粉與活性炭混合物的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以6mol/L的KOH為電解質的卷繞式超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電。
[0059]實施例7:
[0060]將聚偏氟乙烯、碳酸鉀和活性炭按質量百分比為55%:15%:30%的比例配料，用電子分析天平稱量原料，將其混合均勻並烘乾，然後用DMSO溶劑把混合均勻的原料充分溶解成混合溶液，加熱攪拌形成溶膠狀；然後把混合溶膠均勻地塗覆在石墨紙襯底上，用恆溫乾燥箱烘乾後就會在石墨紙上形成一層複合膜；將此複合膜在80°C下熱處理120分鐘，把熱處理後的複合膜完全浸泡在裝有氫氧化鉀溶液燒杯中，將燒杯放入80°C的烘箱中靜置60分鐘，這樣就製備出了直接加入導電物質鎳粉與活性炭混合物的以聚偏氟乙烯基複合膜為超級電容器的電極材料。將電極材料和隔膜依次按照電極/隔膜/電極的順序放置於兩柱狀導電金屬棒之間，進行卷繞，使電極材料緊密的貼近柱狀導電金屬棒，得毛坯產品，將卷繞得到的毛胚產品，放置於具有上下內蓋的封裝殼內封裝，注入6mol/L的KOH電解液，即製備成以承載膜的石墨紙襯底為集流體、以直接添加導電物質鎳粉與活性炭混合物的聚偏氟乙烯電極材料為電極、以6mol/L的KOH為電解質的卷繞式超級電容器。用電化學工作站測試其循環伏安和恆流充放電。
[0061]本發明所述的導電物質並不限於以上實施例中所用到的活性炭、鎳粉，該導電物質還可以是炭粉、鐵粉以及導電聚合物聚苯胺、聚吡咯等；同樣可以將它們直接添加到聚偏氟乙烯和與其能夠產生導電活性物質的添加物中製備成聚偏氟乙烯基電極材料，用於超級電容器電極。
【權利要求】
1.一種基於直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料的製備方法，其特徵在於包括以下工藝步驟: (1)聚偏氟乙烯混合粉末的製備 將聚偏氟乙烯和與其能夠產生導電活性物質的添加物以及導電物質按質量百分比20%:47%:33%~90%:1%:9%配料，將所配原料混合均勻後，烘乾製備成聚偏氟乙烯混合粉末； (2)聚偏氟乙烯混合溶液的製備 將步驟(1)所得的聚偏氟乙烯混合粉末用有機溶劑充分溶解，得到聚偏氟乙烯混合溶液； (3)聚偏氟乙烯複合膜的製備 將步驟(2)所得的聚偏氟乙烯混合溶液加熱攪拌至溶膠狀後，均勻地塗敷在襯底上，或直接均勻地傾倒在襯底上，然後將承載有混合溶液的襯底置於恆溫箱中烘乾，製備成聚偏氟乙烯基複合膜； (4)聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料的製備 對步驟(3)所得聚偏氟乙烯基複合膜通過加熱和表面活化過程活化處理，即製備成直接添加導電物質的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料。
2.根據權利要求1所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料製備方法，其特徵在於所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物選自碳酸鉀鹽類物質，或氫氧化鉀鹼性物質。
3.根據權利要求1所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料製備方法，其特徵在於所述導電物質選自活性炭或鎳粉或鐵粉。
4.根據權利要求1或2或3所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料製備方法，其特徵在於所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物選自碳酸鉀鹽類物質，所述導電物質選自活性炭，那麼聚偏氟乙烯和碳酸鉀鹽類物質以及活性炭的質量百分比為20%:47%:33%~90%:1%:9% ;所述添加物選自碳酸鉀鹽類物質，所述導電物質選自活性炭與鎳粉混合物，那麼聚偏氟乙烯和碳酸鉀鹽類物質以及活性炭與鎳粉混合物的質量百分比為20%:47%:33% ~90%:1%:9%。
5.根據權利要求1或2或3所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料製備方法，其特徵在於所述與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加物選自氫氧化鉀鹼性物質，所述導電物質選自鎳粉，那麼聚偏氟乙烯和氫氧化鉀鹼性物質以及鎳粉的質量百分比為20%:47%:33%~90%:1%:9% ;所述添加物選自氫氧化鉀鹼性物質，所述導電物質選自鎳粉與活性炭混合物，那麼聚偏氟乙烯和氫氧化鉀鹼性物質以及鎳粉與活性炭混合物的質量百分比為20%:47%:33% ~90%:1%:9%。
6.根據權利要求4或5所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料製備方法，其特徵在於所述導電物質選自活性炭與鎳粉的混合物使用時，其二者質量百分比為99%: 1%~1%:99%。
7.根據權利要求1所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料的製備方法，其特徵在於所述的有機溶劑是既能夠溶解聚偏氟乙烯，又相對於與聚偏氟乙烯能夠產生導電活性物質的添加劑、直接加入的導電物質穩定的N，N-二甲基甲醯胺(DMF)，或二甲基亞碸(NMP)，或N-甲基吡咯烷酮(DMSO)。
8.根據權利要求1所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料的製備方法，其特徵在於所述的襯底為石墨紙，或導電纖維布，或泡沫鎳。
9.根據權利要求1所述聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料的製備方法，其特徵在於所述對聚偏氟乙烯基複合膜通過加熱活化處理，是將複合膜在溫度為80~250°C下熱處理I~120分鐘；所述表面活化過程是將通過加熱活化處理的複合膜完全浸泡在盛有氫氧化鉀溶液容器中，然後將容器放入50~90°C的烘箱中靜置I~300分鐘，進行表面活化處理。
10.一種權利要求1-9任一項所述製備方法製備的聚偏氟乙烯基超級電容器電極材料，其特徵在於所述電極材料的組成是:以質量百分比計包括20%~90%的聚偏氟乙烯、和1%~47%的與聚偏氟乙 烯能夠產生導電活性物質的添加物、以及9%~33%的直接添加的導電物質。
【文檔編號】H01G11/86GK103545118SQ201310507234
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】朱基亮, 張鵬宇, 曾子繁, 劉曦, 孫平, 朱峻成 申請人:四川大學