本實用新型涉及電容器,具體涉及石墨烯基復(fù)合材料的超級電容器。
背景技術(shù):
近幾年,超級電容器稱為科學(xué)家研究的熱點,特別是基于新型材料的非對稱超級電容器越來越受到關(guān)注,其中,石墨烯基復(fù)合材料(二氧化錳/石墨烯)電極材料作為正極,活性炭材料作為負(fù)極,組裝的非對稱超級電容器成為研究第三代非對稱超容產(chǎn)業(yè)化的主要部分。現(xiàn)有的超容結(jié)構(gòu)存在以下問題:一、高負(fù)載量石墨烯基復(fù)合材料團(tuán)聚,降低了電極的電化學(xué)性能,破壞了電荷的存儲能力;二、由于石墨烯基復(fù)合材料的比容量是活性炭材料的比容量的若干倍,所以對應(yīng)的活性炭的單位面積的負(fù)載量過大,活性物質(zhì)(活性炭)容易脫離,降低電化學(xué)性能,嚴(yán)重的使得電容器失效。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是:提供一種石墨烯基復(fù)合材料的超級電容器,既抑制高負(fù)載量石墨烯基復(fù)合材料的團(tuán)聚,增強電極的電化學(xué)性能,又提高電荷的存儲能力。
本實用新型的技術(shù)解決方案是:該超級電容器包括殼體、一號隔膜、二號隔膜、一號活性炭電棒、二號活性炭電棒、負(fù)極和正極,殼體內(nèi)平行安裝一號隔膜、二號隔膜,形成一號電極腔、正極腔和二號電極腔,一號活性炭電棒安裝在一號電極腔內(nèi),正極安裝在正極腔內(nèi),二號活性炭電棒安裝在二號電極腔內(nèi),一號活性炭電棒、二號活性炭電棒共連接負(fù)極,一號活性炭電棒、一號隔膜、負(fù)極、正極構(gòu)成一號電容單元,二號活性炭電棒、二號隔膜、負(fù)極、正極構(gòu)成二號電容單元,一號電容單元并聯(lián)二號電容單元整體組成超級電容。
其中,所述的正極由硅板作為骨架、在其上生長鎳層、再負(fù)載二氧化錳-石墨烯復(fù)合材料層構(gòu)成。
本實用新型的原理是:充電時,將外加電源的正極接入該超級電容器的正極,外加電源的負(fù)極接入該超級電容器的負(fù)極,電解液中的離子被電極材料吸附,在正負(fù)極出現(xiàn)穩(wěn)定的相反的雙層電荷,一個電極的電位升高(正極),另一個電極的電荷下降(負(fù)極),將電荷存儲于該超級電容器中;放電時,負(fù)載與該超級容器連接,負(fù)載的極性與該超級電容器的電極一一對應(yīng),正負(fù)電極與電解液界面處電荷通過負(fù)載電路得以釋放,并使得超容的正極和負(fù)極的電位恢復(fù)平衡。
本實用新型的有益效果:1、利用三電極(一正雙負(fù))的連接方式將超容設(shè)計成為并聯(lián)的形式,不但防止過高負(fù)載活性炭導(dǎo)致的電極材料脫落,而且提高超級電容器的功率密度;2、正極由硅板作為骨架、在其上生長鎳層、再負(fù)載二氧化錳-石墨烯復(fù)合材料構(gòu)成,
整個結(jié)構(gòu)為二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料膜覆蓋的鍍鎳微通道板,既可以有效的提高電極與電解液的有效接觸比表面積,又可以抑制石墨烯材料團(tuán)聚,提高了正極的機械強度,電化學(xué)學(xué)性能,又可提高電荷的存儲能力。
附圖說明
圖1 是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 是本實用新型超級電容器的正極俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型技術(shù)方案。
如圖1、2所示,該超級電容器包括殼體1、一號隔膜3、二號隔膜8、一號活性炭電棒2、二號活性炭電棒9、負(fù)極4和正極5,殼體1內(nèi)平行安裝一號隔膜3、二號隔膜8,形成一號電極腔10、正極腔12和二號電極腔11,一號活性炭電棒2安裝在一號電極腔10內(nèi),正極5安裝在正極腔12內(nèi),二號活性炭電棒9安裝在二號電極腔11內(nèi),一號活性炭電棒2、二號活性炭電棒9共連接負(fù)極4,一號活性炭電棒2、一號隔膜3、負(fù)極4、正極5構(gòu)成一號電容單元,二號活性炭電棒9、二號隔膜8、負(fù)極4、正極5構(gòu)成二號電容單元,一號電容單元并聯(lián)二號電容單元整體組成超級電容。
其中,所述的正極5由硅板作為骨架6、在其上生長鎳層5、再負(fù)載二氧化錳-石墨烯復(fù)合材料層7構(gòu)成。
以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例,并非因此限制本實用新型的范圍,凡是利用本實用新型說明書內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)變化,或直接或間接運用附屬在其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。