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专利号: 2016101861721
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高比电容对称型电化学电容器,其特征在于:包括正负极、电解液、隔膜及集电器,所述正负极的材料为N/P/S-PBC,其中PBC为热解后的细菌纤维素,其中电极材料中的N原子由三种不同形式的N原子组成,包括吡啶型氮、吡咯型氮/嘧啶型氮、四元环上的氮,P原子以P-C、P-N和P-O的方式结合,S原子以属于C-S-C键的S2p3/2和S2p1/2的形式存在。

2.根据权利要求1所述的对称型电化学电容器,其特征在于:所述电解液为氯化钾溶液、氢氧化钠溶液、H2S04溶液其中的一种,所述隔膜材质为滤纸、聚偏二氟乙烯膜、PP/PE膜其中的一种,所述集电器采用金属箔、金属网、导电聚合物复合材料、膨胀金属其中的一种。

3.一种高比电容对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述方法用于制备权利要求1或2所述的对称型电化学电容器,其包括以下步骤:步骤a,制备正负极材料:将切块后的细菌纤维素置于NH4H2PO4和(NH4)2SO4的混合溶液中振荡反应,之后再冷冻干燥及热解处理,得到正负极材料N/P/S-PBC;

步骤b,组装正负极:正负极材料N/P/S-PBC间用隔膜隔开,注入电解液,并在正负极材料外侧加上集电器,即得到对称型电化学电容器。

4.根据权利要求3所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤a中,切块后的细菌纤维素制备过程具体为:将细菌纤维素在去离子水中清洗至中性,用打孔器切成直径为20mm的圆形。

5.根据权利要求4所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤a中,

100ml混合溶液中的NH4H2PO4和(NH4)2SO4的物质的量的比为1-4:1,NH4H2PO4的浓度为0.05-

0.1mol/L。

6.根据权利要求5所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤a中,振荡反应转速为130r/min,温度为30℃,振荡时间为10h。

7.根据权利要求6所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤a中,冷冻干燥具体为:将细菌纤维素在超低温冷冻冰箱冷冻24h后,于冷冻干燥机中冻干24h,冻干压力为1mbar,冻干温度为-40℃。

8.根据权利要求7所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤a中,热解处理具体为:将在冷冻干燥机中冻干后的细菌纤维素,在惰性气氛下热解。

9.根据权利要求8所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述热解温度为800℃,热解时间为1h。

10.根据权利要求3所述的对称型电化学电容器的制备方法,其特征在于:所述步骤b中,所述电解液为H2SO4溶液,其浓度为2mol/L,所述隔膜材质为PP/PE膜,所述集电器采用不锈钢片。