CN203733639U - 一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极 - Google Patents
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Abstract
一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，包括集流体，集流体的前侧面和后侧面均涂覆有活性物质层，集流体的前侧面和后侧面均垂直设置有碳纳米管，碳纳米管与集流体表面互相垂直，碳纳米管位于活性物质层内。碳纳米管为单壁或多壁结构。碳纳米管的高度为0.1μm~10μm。碳纳米管的间距为0.01μm~2μm。本实用新型通过化学气相沉积法实现垂直取向的碳纳米管在集流体表面的直接生长，避免了电极制备过程中碳纳米管在浆料中的团聚和粘结剂的使用，提高了电极中电子的转移速率，降低了电极内阻，提高了电极结构的稳定性，从而从整体上提高了超级电容器的综合性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超级电容器电极，尤其涉及一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极。
背景技术
超级电容器是一种新型的、能快速充/放电的绿色储能装置，它具有传统电解电容器和电池的双重功能，其功率密度远高于电池，且比电池充放电速度快很多，能量密度远高于传统的电解电容器。与传统电解电容器和电池相比较，超级电容器具有体积小、能量密度大、充放电速度快、循环寿命长、放电功率高、工作温度范围宽（-40℃～85℃）、可靠性好及成本低廉等优点。因此，超级电容器正已成为一种新型、高效、实用、绿色环保的快速充放电储能器件，在能源、汽车、医疗卫生、电子、军事等领域都有十分广泛的应用前景。
目前，广泛应用的碳纳米管材料制备的超级电容器电极是通过以下步骤实现的：首先将碳纳米管和超级电容器活性物质混合搅拌均匀，然后加入粘结剂和溶剂制备成浆料，最后将浆料涂覆在集流体的表面，烘干而得超级电容器电极。但是，在通过这种方法制备的电极中，由于范德华力的作用，碳纳米管极易团聚在一起，在电极中的分布很不均匀，而导致碳纳米管的高电导率和高比表面积得不到充放利用，为解决这一问题，科研人员进行了大量实验研究，但最终效果均不是很理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有垂直取向、分布均匀的碳纳米管超级电容器电极，该电极能够避免粘结剂的使用和浆料制备过程中碳纳米管的团聚，具有稳定的结构。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，包括集流体，集流体的前侧面和后侧面均涂覆有活性物质层，其特征是：集流体的前侧面和后侧面均垂直设置有碳纳米管，碳纳米管与集流体表面互相垂直，碳纳米管位于活性物质层内。
根据所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管为单壁或多壁结构。
根据所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管的高度为0. 1μm~10μm。
根据所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管的间距为0. 01μm~2μm。
本实用新型通过化学气相沉积法实现垂直取向的碳纳米管在集流体表面的直接生长，避免了电极制备过程中碳纳米管在浆料中的团聚和粘结剂的使用，提高了电极中电子的转移速率，降低了电极内阻，提高了电极结构的稳定性，从而从整体上提高了超级电容器的综合性能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
附图中：
1、集流体；2、碳纳米管；3、活性物质层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：
一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，如图1所示，包括集流体1，集流体1的前侧面和后侧面均涂覆有活性物质层3，集流体1的前侧面和后侧面均垂直设置有碳纳米管2，碳纳米管2与集流体1表面互相垂直，碳纳米管2位于活性物质层3内。
在本实施例中，所述碳纳米管2为单壁或多壁结构。所述碳纳米管2的高度为0. 1μm~10μm。所述碳纳米管2的间距为0. 01μm~2μm。
在本实用新型中，该超级电容器电极通过在集流体上采用化学气相沉积法生长一层垂直于集流体表面的碳纳米管，再在碳纳米管上涂覆一层活性物质层制备而成。本实用新型利用碳纳米管具有良好的导电性和较高比表面积的优点，通过在集流体表面沉积垂直取向的碳纳米管，避免了粘结剂的使用和浆料制备过程中碳纳米管的团聚，制备的电极具有稳定的结构和优良的导电性，可提高超级电容器的整体性能。
Claims (4)
1.一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，包括集流体（1），集流体（1）的前侧面和后侧面均涂覆有活性物质层（3），其特征是：集流体（1）的前侧面和后侧面均垂直设置有碳纳米管（2），碳纳米管（2）与集流体（1）表面互相垂直，碳纳米管（2）位于活性物质层（3）内。
2.根据权利要求1所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管（2）为单壁或多壁结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管（2）的高度为0. 1μm~10μm。
4.根据权利要求3所述的一种具有垂直取向的碳纳米管超级电容器电极，其特征是：所述碳纳米管（2）的间距为0. 01μm~2μm。
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|---|---|---|---|---|
| CN108346802A (zh) * | 2017-01-23 | 2018-07-31 | 华为技术有限公司 | 一种对集流体进行修饰的方法、集流体及储能装置 |
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