一种三电极超级电容器，包括壳体、封装于壳体内的电芯、参比电极、含浸于电芯和参比电极之中的有机电解液和电极极耳，其特征在于所述的电芯至少包括一个正极片和一个负极片，正极片的附有电化学活性材料的表面与负极片的附有电化学活性材料的表面相对设置，中间用隔膜隔开；所述的参比电极固定于电芯上，参比电极的附有电化学活性材料的表面与电芯的电极片之间用隔膜隔开；所述的电极极耳分别正极片、负极片和参比电极相连接，一端伸出壳体外；所述的壳体由铝塑复合膜制成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种电化学电容器，尤其涉及ー种三电极超级电容器。
技术介绍
超级电容器也称电化学电容器，是ー种新型的储能元件，它介于传统电容器和ニ次电池之间，其容量要远大于传统电容器，高倍率充放电性能则远远优于二次电池。在研究电极材料、电解液或正负极质量匹配等问题时，需要用到三电极的方法，即采用包含工作电极、对电极和參比电极的电化学原型器件。具体来说，在采用电解质的水溶液作为电解液时，一般采用标准氢电极、饱和甘汞电极、HgHgO电极、HgHgSO4电极等，但是在采用有机电解液时这些參比电极就都不适用了。有机电解液的锂离子电池通常采用金属锂作为參比电 扱，但是不适用于具有双电层电容特性的超级电容器，取而代之的是贵金属银或钼、并加入IOOOppm浓度的Cr离子(Yao Chen等，《Carbon》2011年,第49卷第570-580页)。因此，很有必要采用成本更低的參比电扱。另外，采用有机电解液的三电极电化学器件一般都是采用内衬聚四氟こ烯的不锈钢模具，电极片裁制成直径约为15_的圆片放入模具中，用弹簧控制装配压力，在手套箱中组装起来(A. B. Fuertes等，((Electrochimica Acta))2005年，第50卷第2799-2805页)。这种装置模具价格比较高、组装起来比较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的克服现有技术组装复杂、价格高的缺点，提出ー种三电极超级电容器。本专利技术制作エ艺更为简单，成本更低。本专利技术采用了价格低廉、使用方便的碳基材料制成參比电扱，并且采用了エ艺操作上十分简单的铝塑复合膜软包装壳体和新的三电极结构，因而大大降低了エ艺成本，使制备三电极超级电容器更为方便、快捷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案ー种三电极超级电容器，包括电极极耳、壳体、封装于壳体内的正极片、负极片、參比电极、隔膜和有机电解液，有机电解液含浸于正极片、负极片、參比电极、隔膜之中。所述的超级电容器至少包括ー个正极片和ー个负极片，正极片涂布有电化学活性材料的表面与负极片涂布有电化学活性材料的表面相对布置，中间用隔膜隔开。所述的參比电极与正极片或负极片相对布置，參比电极涂布有电化学活性材料的表面与正极片或负极片之间用隔膜隔开。所述的电极极耳的一端分别与正极片、负极片和參比电极相连接，电极极耳的另ー端伸出壳体外。所述的壳体由铝塑复合膜制成。所述的正极片和负极片的电化学活性材料选自活性炭、介孔炭、活性的炭纤维、碳气凝胶、纳米碳管、石墨烯中的ー种或多种。所述的參比电极的电化学活性材料选自活性炭、介孔炭、活性的炭纤维、碳气凝胶、纳米碳管、石墨烯、炭黑、石墨中的ー种或多种。所述的有机电解液可以是四氟硼酸四こ基铵、四氟硼酸甲基三こ基铵的碳酸丙烯酷或こ腈的溶液，所述的有机电解液可以是阳离子为I-こ基-3-甲基咪唑、I-丁基-3-甲基咪唑、N- 丁基-N-甲基吡咯烷，阴离子为四氟硼酸根离子、双三氟甲基磺酰亚胺根离子的离子液体，所述的有机电解液也可以是所述阳离子为卜こ基-3-甲基咪唑、I-丁基-3-甲基咪唑、N- 丁基-N-甲基吡咯烷，阴离子为四氟硼酸根离子、双三氟甲基磺酰亚胺根离子的离子液体的碳酸丙烯酯或こ腈的溶液。附图说明图I所示为超级电容器的结构示意图；图2所示为超级电容器一种实施例的横截面示意图；图3所示为超级电容器另ー种实施例的横截面示意图；图4所示为超级电容器的充放电曲线。 具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进ー步说明。极片的制备实施例I取80质量份的活性炭、10质量份的导电炭黑和70质量份的固含量为15%的LA135，加入适量去离子水充分混合至粘度为100(T3000mPa · s，将制得的浆料涂布于铝箔上，干燥后得到极片。实施例2取40质量份的活性炭、30质量份的介孔炭、10质量份的活性的碳纤維、10质量份的导电炭黑和25质量份的固含量为40%的丁苯橡胶、5质量份的羧甲基纤维素，加入适量去离子水充分混合至粘度为100(T3000mPa · s，将制得的浆料涂布于铝箔上，干燥后得到极片。实施例3取60质量份的活性炭、10质量份的气凝胶、5质量份的纳米碳管、5质量份的石墨烯、10质量份的导电炭黑和12质量份的聚偏ニ氟こ烯，加入适量N-甲基吡咯烷酮充分混合至粘度为100(T3000mPa · s，将制得的浆料涂布于铝箔上，干燥后得到极片。实施例4取40质量份的炭黒、40质量份的石墨和140质量份的固含量为15%的LA133，加入适量去离子水充分混合至粘度为100(T3000mPa · s，将制得的浆料涂布于铝箔上，干燥后得到极片。超级电容器的结构实施例5图I所示为本专利技术超级电容器的结构示意图。正极极耳141的一端与正极片14连接，參比电极极耳121的一端与參比电极12连接，负极极耳151的一端与负极片15连接，上述电极极耳与相应的电极的连接采用超声焊接。正极极耳141、參比电极极耳121和负极极耳151的另一端伸出铝塑复合膜壳体11外。如图I和图2所示，本专利技术超级电容器包括铝塑复合膜壳体11、封装于壳体11内的參比电极12、隔膜13、正极片14、负极片15、有机电解液16、正极极耳141、參比电极极耳121和负极极耳151。有机电解液16含浸于參比电极12、隔膜13、正极片14、负极片15之中。正极片14的涂布有电化学活性材料的表面与负极片15的涂布有电化学活性材料的表面相对布置，正极片14和负极片15用隔膜13隔开；參比电极12固定于隔膜13上，參比电极12的涂布有电化学活性材料的表面与正极片14之间用隔膜13隔开。正极片14和负极片15均为单面涂布电化学活性物质。实施例6本实施例与实施例5的区别在于，超级电容器还含有一个双面涂布电化学活性材料的正极片和一个双面涂布电化学活性材料的负极片，此双面涂布电化学活性材料的正极片与双面涂布电化学活性材料的负极片之间用隔膜隔开。本实施例的超级电容器各层之间的叠放顺序为參比电极-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片。 实施例7如图3所示，超级电容器包含两个參比电极12，两个參比电极12分别与正极片14和负极片15相对布置,其它结构与实施例5相同。超级电容器的组装实施例8采用实施例5的结构，正极片、负极片、參比电极均采用实施例I制备的极片，组装后加入I摩尔/升的四氟硼酸四こ基铵的こ腈溶液，静置后封ロ。实施例9采用实施例6的结构，正极片采用实施例I制备的极片，负极片采用实施例2制备的极片，參比电极采用实施例I制备的极片，组装后加入I摩尔/升的四氟硼酸四こ基铵的碳酸丙烯酯溶液，静置后封ロ。实施例10采用实施例7的结构，正极片采用实施例I制备的极片，负极片采用实施例2制备的极片，參比电极采用实施例I制备的极片，组装后加入I摩尔/升的四氟硼酸甲基三こ基铵的碳酸丙烯酯溶液，静置后封ロ。实施例11采用实施例7的结构，正极片和负极片采用实施例2制备的极片，參比电极采用实施例4制备的极片，组装后加入I. 5摩尔/升的四氟硼酸甲基三こ基铵的こ腈溶液，静置后封ロ。实施例12 29采用实施例5的结构，正极片和负极片采用实施例I制备的极片，參比电极采用实施例4制备的极片，组装后加入含有离子液体的有机电解液，静置后封ロ，如下表所示实施例 I有机电解液电解液 实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三电极超级电容器，包括壳体（11）、电极极耳，以及封装于壳体（11）内的参比电极（12）、正极片（14）、负极片（15），以及有机电解液（16）；所述的有机电解液（16）含浸于参比电极（12）、隔膜（13）、正极片（14）、负极片(15)之中，其特征在于所述的超级电容器至少包括一个正极片和一个负极片，正极片(14)涂布有电化学活性材料的表面与负极片（15）涂布有电化学活性材料的表面相对布置，正极片（14）和负极片（15）之间用用隔膜（13）隔开；所述的参比电极（12）固定于隔膜(13)上，参比电极(12)涂布有电化学活性材料的表面与正极片(14)之间用隔膜（13）隔开；正极极耳(141)的一端与正极片(14)连接，参比电极极耳的一端（121）与参比电极(12)连接，负极极耳(151)的一端与负极片(15)连接；正极极耳（141）、参比电极极耳（121）和负极极耳(151)的另一端伸出壳体(11)外；所述的壳体（11）由铝塑复合膜制成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙现众，马衍伟，张熊，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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