一種石墨烯電容器制造技術

本發明專利技術涉及電容器技術領域，公開了一種石墨烯電容器，包括殼體，殼體內設有兩個微孔陶瓷基體，微孔陶瓷基體內的微孔中填充有石墨烯顆粒，每個微孔陶瓷基體的頂面、底面之間均設有若干介質通孔，微孔陶瓷基體的外側面、底面設有絕緣涂層，介質通孔的內壁、微孔陶瓷基體的頂面均設有石墨烯涂層；兩個微孔陶瓷基體的其中一個側面貼合固定連接，微孔陶瓷基體貼合的側面均設有介質腔，介質腔的內壁設有石墨烯涂層，兩個介質腔的開口端設有介質隔板，介質腔、介質孔內填充有電解質；其中一個微孔陶瓷基體的頂面固定有正極板，另一個微孔陶瓷基體的頂面固定有負極板。本發明專利技術具有充放電效率高的有益效果。

A kind of graphene capacitor

【技術實現步驟摘要】
一種石墨烯電容器
本專利技術涉及電容器
，尤其涉及一種石墨烯電容器。
技術介紹
石墨烯電容器為基于石墨烯材料的超級電容器的統稱，由于石墨烯獨特的二維結構和出色的物理特性，例如石墨烯具有超高的表面積、超強的導電性能，石墨烯材料再超級電容領域具有極大的應用前景。然而目前大部分的石墨烯電容器結構不合理，石墨烯出色的物理特性沒有充分發揮出來，目前常見的石墨烯電容器仍然存在充放電效率低的問題。
技術實現思路
本專利技術為了解決現有技術中的石墨烯電容器存在充放電效率低的問題，提供了一種充放電效率高的石墨烯電容器。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種石墨烯電容器，包括殼體，所述殼體內設有兩個并排分布的微孔陶瓷基體，所述微孔陶瓷基體內的微孔中填充有石墨烯顆粒，每個微孔陶瓷基體的頂面、底面之間均設有若干介質通孔，所述微孔陶瓷基體的外側面、底面設有絕緣涂層，所述介質通孔的內壁、微孔陶瓷基體的頂面均設有石墨烯涂層，所述微孔陶瓷基體的底部固定有用于封閉介質通孔的底板；兩個微孔陶瓷基體的其中一個側面貼合固定連接，微孔陶瓷基體貼合的側面均設有介質腔，介質腔的內壁設有石墨烯涂層，兩個微孔陶瓷基體上的介質腔的開口端貼合固定形成封閉的腔體，兩個介質腔的開口端設有介質隔板，所述介質腔、介質孔內填充有電解質；其中一個微孔陶瓷基體的頂面固定有正極板，正極板的頂面固定有正極引腳，另一個微孔陶瓷基體的頂面固定有負極板，負極板的頂面固定有負極引腳，所述殼體的上端設有端蓋。正極板通過微孔陶瓷基體頂面的石墨烯涂層與一個微孔陶瓷基體電連接，正極板與其中一塊微孔陶瓷基體構成電容器的正極，同理，負極板通過微孔陶瓷基體頂面的石墨烯涂層與另一個微孔陶瓷基體電連接，負極板與微孔陶瓷基體頂面的石墨烯涂層與一個微孔陶瓷基體電連接構成電容器的負極；微孔陶瓷基體中分布有大量微孔，微孔的表面積非常大，微孔陶瓷基體與電解質的接觸表面積非常大，而且微孔中填充有石墨烯顆粒，石墨烯顆粒具有良好的導電性能，當電容器充電時，電解質中的電荷能夠快速定向移動到正極、負極，從而實現快速、高效的充電，同理，放電時放點速率也非常快；而且微孔陶瓷基體自身結構穩定、絕緣、散熱性能好，從而使得該種石墨烯電容器結構穩定、使用壽命長。作為優選，所述的殼體呈正六棱柱狀，兩個微孔陶瓷基體的兩端均設有連接孔，連接孔之間通過U形扣件連接，兩個微孔陶瓷基體連接后整體呈正六棱柱狀。電容器整體呈正六棱柱狀結構，這樣大量石墨烯電容器組合在一起使用形成超級電容，電容器之間的結構更加緊湊，能量密度高（通常的電容器呈圓柱狀，多個組合使用時會有大量空間浪費）。作為優選，所述殼體與微孔陶瓷基體之間設有間隙，所述殼體的內側棱邊的中間部位設有支撐凸肋。間隙有利于微孔陶瓷基體散熱，同時長時間使用后，電解質中會產生少量氣體，間隙內也有利于氣體排出。作為優選，所述的間隙內填充有耐火填料。耐火填料能增強該種電容器的耐火性能。作為優選，所述底板與微孔陶瓷基體之間設有絕緣板，所述絕緣板的頂面設有與介質通孔一一對應的密封凸臺。絕緣板對微孔陶瓷基體的底面起到絕緣作用，密封凸臺進一步起到密封作用。作為優選，所述正極板、負極板的下側面均設有與介質通孔一一對應的密封凸環。密封凸環對介質通孔的上端起到密封作用，同時密封凸環的外圈與介質通孔內壁處的石墨烯涂層接觸，確保正極板（或負極板）與微孔陶瓷基體的電連接穩定性。作為優選，所述微孔陶瓷基體內位于介質腔的底部設有若干與介質通孔連通的橫向連接孔。介質通孔內的電解質之間也通過橫向連接孔相互連通，有利于電解質中的電荷流動。作為優選，所述的電解質為凝膠電解質，所述的凝膠電解質為硫酸-聚丙烯酸。凝膠電解質為固體聚合物電解質，電容器性能更加穩定，抗震性能好。作為優選，所述微孔陶瓷基體的加工工藝如下：a、制備孔隙率為30%-40%、微孔孔徑為30μm-40μm的微孔陶瓷基體，在微孔陶瓷基體上機械加工出介質通孔、介質腔；b、將粒度為10μm-20μm的石墨烯粉末、親水性表面活性劑加入水中，攪拌后形成石墨烯懸浮液，將微孔陶瓷基體一端的介質通孔封閉，另一端高壓注入石墨烯懸浮液，直至微孔陶瓷基體的外側面有石墨烯懸浮液溢出后停止，此時微孔內充滿石墨烯懸浮液；將微孔陶瓷基體放入煅燒爐內在氬氣保護下進行煅燒，煅燒溫度為500℃-600℃，煅燒時間3-5分鐘，取出后自然冷卻；c、重復兩次步驟b，微孔陶瓷基體內的微孔中固定填充有石墨烯顆粒；d、在微孔陶瓷基體的頂面、介質通孔的內壁、介質腔的內壁鍍上石墨烯涂層；在微孔陶瓷基體的側面、底面制備絕緣涂層，絕緣層為氧化鋁涂層。因此，本專利技術具有如下有益效果：（1）整體結構穩定，性能穩定，使用壽命長；（2）電極的表面積大，充放電效率更高；（3）電容器整體呈六棱柱狀，組合使用結構更加緊湊，能量密度高。附圖說明圖1為本專利技術的一種結構示意圖。圖2為圖1中去掉端蓋后的俯視圖。圖3為圖1中A-A處剖視圖。圖中：殼體1、支撐凸肋100、微孔陶瓷基體2、介質腔200、介質通孔3、底板4、絕緣板5、密封凸臺50、介質隔板6、電解質7、正極板8、密封凸環80、正極引腳9、負極板10、負極引腳11、端蓋12、連接孔13、U形扣件14、間隙15、耐火填料16、橫向連接孔17。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步描述：如圖1、圖2和圖3所示一種石墨烯電容器，包括殼體1，殼體1內設有兩個并排分布的微孔陶瓷基體2，微孔陶瓷基體2內的微孔中填充有石墨烯顆粒，每個微孔陶瓷基體2的頂面、底面之間均設有若干介質通孔3，微孔陶瓷基體的外側面、底面設有絕緣涂層，介質通孔3的內壁、微孔陶瓷基體的頂面均設有石墨烯涂層，微孔陶瓷基2體的底部固定有用于封閉介質通孔的底板4，底板4與微孔陶瓷基體2之間設有絕緣板5，絕緣板5的頂面設有與介質通孔一一對應的密封凸臺50；兩個微孔陶瓷基體2的其中一個側面貼合固定連接，微孔陶瓷基體貼合的側面均設有介質腔200，介質腔的內壁設有石墨烯涂層，兩個微孔陶瓷基體上的介質腔的開口端貼合固定形成封閉的腔體，兩個介質腔的開口端設有介質隔板6，介質腔、介質孔內填充有電解質7，電解質為凝膠電解質，本實施例中的凝膠電解質為硫酸-聚丙烯酸；其中一個微孔陶瓷基體的頂面固定有正極板8，正極板8的頂面固定有正極引腳9，另一個微孔陶瓷基體的頂面固定有負極板10，負極板的頂面固定有負極引腳11，正極板8、負極板10的下側面均設有與介質通孔一一對應的密封凸環80,殼體的上端設有端蓋12，端蓋與殼體紙件卡接固定。殼體1呈正六棱柱狀，兩個微孔陶瓷基體的兩端均設有連接孔13，連接孔之間通過U形扣件14連接，兩個微孔陶瓷基體連接后整體呈正六棱柱狀；正六棱柱狀結構有利于組合使用，例如可以將七個電容器組合使用，節奏緊湊、空間利用率高，能量密度高；殼體1與微孔陶瓷基體2之間設有間隙15，殼體1的內側棱邊的中間部位設有支撐凸肋100，間隙內填充有耐火本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種石墨烯電容器，包括殼體，其特征是，所述殼體內設有兩個并排分布的微孔陶瓷基體，所述微孔陶瓷基體內的微孔中填充有石墨烯顆粒，每個微孔陶瓷基體的頂面、底面之間均設有若干介質通孔，所述微孔陶瓷基體的外側面、底面設有絕緣涂層，所述介質通孔的內壁、微孔陶瓷基體的頂面均設有石墨烯涂層，所述微孔陶瓷基體的底部固定有用于封閉介質通孔的底板；兩個微孔陶瓷基體的其中一個側面貼合固定連接，微孔陶瓷基體貼合的側面均設有介質腔，介質腔的內壁設有石墨烯涂層，兩個微孔陶瓷基體上的介質腔的開口端貼合固定形成封閉的腔體，兩個介質腔的開口端設有介質隔板，所述介質腔、介質孔內填充有電解質；其中一個微孔陶瓷基體的頂面固定有正極板，正極板的頂面固定有正極引腳，另一個微孔陶瓷基體的頂面固定有負極板，負極板的頂面固定有負極引腳，所述殼體的上端設有端蓋。/n

【技術特征摘要】
1.一種石墨烯電容器，包括殼體，其特征是，所述殼體內設有兩個并排分布的微孔陶瓷基體，所述微孔陶瓷基體內的微孔中填充有石墨烯顆粒，每個微孔陶瓷基體的頂面、底面之間均設有若干介質通孔，所述微孔陶瓷基體的外側面、底面設有絕緣涂層，所述介質通孔的內壁、微孔陶瓷基體的頂面均設有石墨烯涂層，所述微孔陶瓷基體的底部固定有用于封閉介質通孔的底板；兩個微孔陶瓷基體的其中一個側面貼合固定連接，微孔陶瓷基體貼合的側面均設有介質腔，介質腔的內壁設有石墨烯涂層，兩個微孔陶瓷基體上的介質腔的開口端貼合固定形成封閉的腔體，兩個介質腔的開口端設有介質隔板，所述介質腔、介質孔內填充有電解質；其中一個微孔陶瓷基體的頂面固定有正極板，正極板的頂面固定有正極引腳，另一個微孔陶瓷基體的頂面固定有負極板，負極板的頂面固定有負極引腳，所述殼體的上端設有端蓋。


2.根據權利要求1所述的一種石墨烯電容器，其特征是，所述的殼體呈正六棱柱狀，兩個微孔陶瓷基體的兩端均設有連接孔，連接孔之間通過U形扣件連接，兩個微孔陶瓷基體連接后整體呈正六棱柱狀。


3.根據權利要求2所述的一種石墨烯電容器，其特征是，所述殼體與微孔陶瓷基體之間設有間隙，所述殼體的內側棱邊的中間部位設有支撐凸肋。


4.根據權利要求2或3所述的一種石墨烯電容器，其特征是，所述的間隙內填充有耐火填料。


5.根據權利要求1所述的一種石墨烯電容器，其特征是，所述底板與微孔陶瓷基體之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王寶根，姚美琴，謝旭東，
申請(專利權)人：杭州慈源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33