活性石墨烯_活性炭干法复合电极片制备及其在超级电容器中的应用_郑超

第5卷

第4期

2016年7

月 储 能 科 学 与 技 术 Energy Storage Science and Technology V ol.5 No.4Jul. 2016

研究开发

活性石墨烯/活性炭干法复合电极片制备及其在超级电容器中的应用

郑 超1，周旭峰2，刘兆平2，杨 斌1，焦旺春1，傅冠生1，阮殿波1

（1宁波中车新能源科技有限公司超级电容研究所，浙江 宁波 315112；2中国科学院宁波材料技术与工程研究所，

浙江 宁波 315201）

摘 要：采用干法电极制备工艺成功制备了活性石墨烯/活性炭复合电极片，分别用扣式电容器和软包电容器考察活性石墨烯/活性炭复合电极的电化学性能。综合结果表明，复合电极中活性石墨烯的含量为10%（质量分数）较为合适，相较于纯活性炭电极，比容量提高了10.8%。本工作验证了活性石墨烯材料在商用超级电容器中的适用性，证实了活性石墨烯是一种非常具有实际应用价值的电极材料。但目前，活性石墨烯并未真正产业化，其成本远高于商用活性炭。在未来，如何解决活性石墨烯工程制备技术难题和降低成本是材料产业界亟待解决的难题。 关键词：活性石墨烯；活性炭；干法电极制备工艺；超级电容器 doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2016.04.012

中图分类号：TK 53 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2016）04-486-06

Preparation of activated graphene/activated carbon dry composite

electrode and its application in supercapacitors

ZHENG Chao 1, ZHOU Xufeng 2, LIU Zhaoping 2, YANG Bin 1, JIAO Wangchun 1, FU Guansheng 1, RUAN Dianbo 1

(1Ningbo CRRC New Energy Technology Co., Ltd, Institute of Supercapacitors, Ningbo 315112, Zhejiang, China; 2Ningbo Institute

of Industrial Technology, CAS, Ningbo 315201, Zhejiang, China)

Abstract: Activated graphene/activated carbon composite electrodes were successfully prepared by a dry method. The electrochemical performance of activated graphene/activated carbon electrodes was investigated using coin cell supercapacitor and soft package supercapacitor, respectively. Comprehensive results show that the approprite content of activated graphene in the composite is 10% (weight ratio). Compared to the activated carbon electrode, the specific capacitance of 10% activated graphene/90% activated carbon composite electrode increases by 10.8%. This work verified the applicability of activated graphene material in the commercial supercapacitor, and confirmed that the activated graphene is a kind of electrode material with practical application value. But by now, the activated graphene has not really industrialization, its cost is much higher than that of commercial activated carbon. In the future, how to solve the engineering technical problem of activated graphene and reduce its cost are critical.

Key words: activated graphene; activated carbon; dry method of electrode preparation; supercapacitors

超级电容器是一种纯物理储能器件，具有极高的安全性、百万次循环寿命、环境友好、能量转换

效率极高的优点，是替代蓄电池的有力选择[1-4]

。但

收稿日期：2016-01-23；修改稿日期：2016-03-03。 基金项目：宁波市重大科技专项（2016B6003）资助。

第一作者：郑超（1984—），男，博士，研究方向为纳米碳材料制备及超级电容器电极制备、工艺等，E-mail ：snowcat2005@ ；通讯联系人：阮殿波，教授级高级工程师，E-mail ：ruandianbo@ 。

目前商品化超级电容器的单体容量小、

能量密度低，无法作为车辆主动力源使用。开发高比能车载超级电容器是对公共交通车辆储能牵引技术的重大变革，意义重大。超级电容器能量密度大幅提高是世界级的技术难题，传统的湿法涂布工艺、活性炭电极材料的超级电容器能量密度已达到极限，迫切需要开发新型电极材料、新的电极工艺来实现其能量密度的提升。