【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种赝电容电极材料、超级电容器电极及其应用，属于超级电容器领域。
技术介绍
1、直到20世纪末，连续发生的石油危机向我们发出了多次警告。要解决未来的能源问题，关键在于能量的储存与管理。在众多解决办法中发挥作用最大的是电化学电容器即超级电容器。超级电容器具有环境友好，能量密度和功率密度高，循环寿命长等优点，逐渐成为新能源行业的研究热点。超级电容器按储能机理分为三个大类：双电层类超级电容器、赝电容类超级电容器、和混合型超级电容器。其中混合型超级电容器集合了双电层型超级电容器快速充放电的优点和赝电容型超级电容器高能量密度的特性，成为一类极具发展前景的超级电容器材料。如何进一步提升超级电容器的循环稳定性和倍率性能成为研究的热点。
2、目前常规的纳米级赝电容材料由于无法均一分散于电解液中而形成大量的凝块与团聚，导致高倍率充放电时活性物质无法发挥其高比电容和高倍率性能的特性，如何均匀的分散这些赝电容纳米颗粒并充分保障其导电性成为了科学研究的重点。
技术实现思路
1、本专利技术采用在石墨烯这类双电层超级电容器材料表面负载过渡金属元素量子点类赝电容电极材料的方式制备了过渡金属量子点-石墨烯复合材料。在电容器充放电过程中充分利用石墨烯的快速充放电特性和过渡金属量子点的赝电容特性大幅提高超级电容器的比电容，另外，量子点作为插层剂间隔存在于石墨烯材料之间，阻碍了石墨烯材料的堆积，为电解液提供了更好的输运通道，有利于提升赝电容电极材料本身的充放电倍率性能。
2、本申请的一
3、所述石墨烯复合材料包括石墨烯、高分子聚合物和过渡金属元素量子点；
4、所述高分子聚合物包覆于石墨烯表面；
5、所述过渡金属元素量子点负载于高分子聚合物的表面。
6、可选地，按重量分计，所述赝电容电极材料包括1～20份导电炭黑、60～95份石墨烯复合材料、5～30份粘结剂。
7、可选地，所述高分子聚合物含有亲核基团和亲电基团。
8、可选地，所述高分子聚合物(polymerpolymers)为聚甲基丙烯酸钠(pmaa-na)和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(pegdma-na)。
9、可选地，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、介孔分子筛sba15、羧甲基纤维素(cmc)中的至少一种。
10、可选地，所述过渡金属元素选自铁、钴、镍、锰的至少一种。
11、可选地，所述过渡金属元素量子点的尺寸为0.1～10nm。
12、可选地，所述过渡金属元素量子点的尺寸为0.1～5nm。
13、可选地，所述过渡金属元素量子点的尺寸独立地选自0.1nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、8nm、10nm中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
14、可选地，所述石墨烯复合材料通过以下制备方法获得：
15、(1)将含有过渡金属元素可溶性盐、高分子聚合物、氨水、硝酸和缓冲剂、水的原料混合，获得混合液a；
16、(2)将步骤(1)获得的混合液a滴加至石墨烯材料中，获得浆料b；
17、(3)将强还原剂溶液滴加入步骤(2)获得的浆料b中，搅拌、干燥获得所述石墨烯复合材料。
18、可选地，步骤(1)中，所述混合液a中，高分子聚合物的质量浓度为0.025～60wt％，过渡金属元素可溶性盐浓度为0.001～100mg/ml，硝酸的质量浓度为0.0000025～5％，缓冲剂的质量浓度为0.005～25wt％；
19、可选地，所述高分子聚合物的质量浓度独立地选自0.025wt％、0.1wt％、5wt％、20wt％、40wt％、60wt％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
20、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐的浓度独立地选自0.001mg/ml、0.01mg/ml、0.1mg/ml、1mg/ml、10mg/ml、50mg/ml、100mg/ml中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
21、可选地，所述混合液a中，所述硝酸的质量浓度独立地选自0.0000025％、0.000025％、0.00025％、0.0025％、0.025％、0.25％、2.5％、5％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
22、可选地，所述缓冲剂的质量浓度独立地选自0.005wt％、0.05wt％、0.5wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
23、可选地，所述高分子聚合物与过渡金属元素可溶性盐的质量比为(0.1-100)：1。
24、可选地，所述高分子聚合物与过渡金属元素可溶性盐的质量比为(10-40)：1。
25、可选地，所述高分子聚合物与过渡金属元素可溶性盐的质量比比值独立地选自0.1、1、10、20、40、60、80、100中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
26、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与氨水质量比为(0.009～10)：1。
27、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与氨水质量比为(0.9～4)：1。
28、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与氨水质量比比值独立地选自0.009、0.09、0.9、2、4、6、8、10中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
29、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与硝酸溶液的质量比为(0.18～180)：1。
30、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与硝酸溶液的质量比为(18～80)：1。
31、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐与硝酸溶液的质量比比值独立地选自0.18、1.8、18、28、38、48、58、68、80、100、120、140、160、180中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
32、可选地，所述氨水的质量浓度为10～28％，所述硝酸的质量浓度为50～65％。
33、可选地，所述氨水的质量浓度独立地选自10％、14％、18％、20％、25％、28％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
34、可选地，所述硝酸的质量浓度独立地选自50％、55％、60％、65％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
35、可选地，步骤(2)中，所述过渡金属元素可溶性盐的摩尔数与所述石墨烯材料的表面积之比为1mmol：200～30000m2，其中，所述过渡金属元素可溶性盐的摩尔数以过渡金属元素的摩尔数计。
36、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐的摩尔数与所述石墨烯材料的表面积之比为1mmol：1000～20000m2。
37、可选地，所述过渡金属元素可溶性盐的摩尔数与所述石墨烯材料的表面积之比独立地选自1mmol：200m2、1mmol：50本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种赝电容电极材料，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的赝电容电极材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的赝电容电极材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的赝电容电极材料，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的赝电容电极材料，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的赝电容电极材料，其特征在于，
7.一种超级电容器电极，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的赝电容电极材料。
8.一种权利要求7所述的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
10.一种超级电容器，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种赝电容电极材料，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的赝电容电极材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的赝电容电极材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的赝电容电极材料，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的赝电容电极材料，其特征在于，
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：席耀宁，李先锋，阎景旺，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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