專利名稱：一種鉛碳超級電容器集流體的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制作超級電容器的部件，它在超級電容器電極中可作為集流
體使用，尤其是一種可以更多地涂覆活性炭的集流體，具體地說是一種鉛碳超級電容器集流體。
背景技術：
眾所周知，超級電容器(superc即acitor)又稱超大容量電容器、黃金電容、儲能 電容，是介于電容器和電池之間的儲能器件。它既具有電容器可以快速充放電的特點，又具 有電化學電池的儲能機理。超級電容器儲存電荷的能力強，并具有充放電速度快、效率高、 對環境無污染、循環壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點。因其具有高比功率、大電容 和循環壽命長等特點，成為一種新型的儲能裝置，在移動通信、信息技術、消費電子、電動汽 車、航空航天和國防科技等領域具有重要和廣闊的應用前景，在世界范圍內引起了極大關 注。 隨著全球經濟和社會的快速發展，資源和能源日漸短缺，生態環境日益惡化，人類 將更加依賴于太陽能、風能、生物質能或氫能等可再生能源。其中，在太陽能和風能的儲能 系統領域，目前主要以鉛酸蓄電池技術為主，這種技術存在壽命短、工作溫度范圍窄、大電 流接受能力差等缺陷，所以需要開發新型超電容電池技術來滿足該領域儲能要求。 現有無機不對稱體系超級電容器主要采用堿性體系電解質和鎳電極，盡管壽命較 長，但價格是同類型鉛酸蓄電池的十倍以上、且工作電位窗口只有1.5V，比能量只有5wh/ kg左右，難以在儲能系統得到廣泛應用。 為此，急需開發一種純鉛或鉛合金集流體，用于制作酸性體系超級電容器，不僅能 提高超級電容器的工作電位窗口、體積和重量比能量，而且還可以大幅度降低材料成本。
發明內容本實用新型的目的是針對目前的超級電容器大多采用鎳電極帶來的成本高、比能
量低的問題，設計一種鉛碳超級電容器集流體。 本實用新型的技術方案是 —種鉛碳超級電容器集流體，包括鉛質或鉛合金帶狀本體l，其特征是所述的帶狀 本體1上設有多個通孔或凹槽2，所述帶狀本體1的厚度為0. 5 2mm，帶狀本體1上的通 孔或凹槽2的面積為0. 5 60mm2。 所述的通孔或凹槽2的形狀為圓形、三角形、菱形、梯形或矩形中的一種。 所述的鉛合金帶狀本體1中的合金成份為錫、鈣、銻、銀中的一種或一種以上的組 合，合金的含量為0. 05 20%重量份。 本實用新型的有益效果 本實用新型的純鉛帶或鉛合金帶集流體在超級電容器電極的應用時只需將活性 炭與粘接劑按照一定的比例進行混合，加入適量的去離子水混合成糊狀炭膏，將炭膏涂敷在鉛帶或鉛合金集流體上，在120°C的溫度下烘干，制成電極，將此電極包上隔膜和正極，放 入1. 0 1. 8mol/L的H2S04電解液即可組成超級電容器。由于本實用新型通過增設通孔或 凹槽大大增加了活性碳的使用量，因此采用本實用新型的鉛帶或鉛合金帶作為超級電容器 集流體制作電極，只需經過簡單的處理，就可以大大度降低產品的制作成本，制作的超級電 容器的比能量可達到18Wh/kg以上，工作電位窗口拓展到2V，極大提高了超級電容器的能 量密度，同時降低了超級電容器的內阻。 本實用新型結構簡單，制造方便。
圖1是本實用新型的結構示意圖之一。 圖2是本實用新型的結構示意圖之二。 圖3是本實用新型的結構示意圖之三。 圖4是本實用新型的結構示意圖之四。 圖5是本實用新型的結構示意圖之五。 圖6是利用本實用新型的集流體制作的電極的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。 如圖1所示。 —種鉛碳超級電容器集流體，包括鉛質或鉛合金帶狀本體l，所述的帶狀本體1上 設有多個通孔或凹槽2，所述通孔或凹槽2的形狀可采用圖1-5中的六邊圓形、矩形、梯形、 三角形或菱梯形結構，還可為圓形結構，帶狀本體1的厚度為0. 5 2mm，帶狀本體1上的通 孔或凹槽2的面積可在0. 5 60mm2之間選取。如果帶狀本體1采用鉛合金帶，則可采用的 合金成份為錫、鈣、銻、銀中的一種或一種以上的鉛合金，合金的含量可在0. 05 20% (重 量份)之間。 實施例1 裁剪一定尺寸的沖有正六邊形孔(也可為圓形孔或槽)的鉛帶或鉛合金帶作為超 級電容器集流體，稱量一定量的活性炭、粘接劑(CMC)，活性炭和粘接劑的比例為12 1進 行混合，加入適量的去離子水混合均勻，成粘稠狀，將此炭膏涂敷在集流體上，在120°C的真 空烘箱下烘干12小時，在油壓機上用15MPa的壓力進行壓片，制成厚度約為1 2mm的電 極片，如圖6所示，將此電極片包上隔膜，與正極組成極群放入1. 0 1. 8mol/L的H2S04電 解液中組成超級電容器。圖6中A表示涂覆有活性炭的電極部分，B表示電極引出端。 實施例2 裁剪一定尺寸的沖有長方孔或凹槽的鉛帶或鉛合金帶作為超級電容器集流體制 作方法與實例1相同，與實例1相比，實例2的極片的表面狀態比較平整，活性炭的涂敷量 得到了提高，從而提高了超級電容器的整體容量。 實施例3 裁剪一定尺寸的沖有長方孔或凹槽的鉛合金帶作為超級電容器集流體制作方法 與實例l相同，其中鉛合金為鉛鈣合金，與實例1、2相比，實例3的集流體具有更高的強度，極片的表面狀態比較平整，極片不易變形，更有得于裝配。 實施例4 裁剪一定尺寸的沖有長方孔或凹槽的鉛合金帶作為超級電容器集流體制作方法 與實例1相同，其中鉛合金為鉛鈣錫合金，與實例1、2、3相比，實例4的集流體除了具有更 高的強度外，電極還有良好的抗腐蝕性，電極極片的表面狀態比較平整，極片不易變形，更 有得于裝配，具有更好的循環性能。 由上可見，對于本領域的技術人員而言，可根據本實用新型的啟示，采用不同的通 孔或凹槽形式結合合金材料的不同設計制造出各種組合形式的電極。但這些組合均被認為 涵蓋在本實用新型之中。 本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求一種鉛碳超級電容器集流體，包括鉛質或鉛合金帶狀本體(1)，其特征是所述的帶狀本體(1)上設有多個通孔或凹槽(2)，所述帶狀本體(1)的厚度為0.5～2mm，帶狀本體(1)上的通孔或凹槽(2)的面積為0.5～60mm2。
2. 根據權利要求l所述的鉛碳超級電容器集流體，其特征是所述的通孔或凹槽(2)的 形狀為圓形、三角形、菱形、梯形或矩形中的一種。
3. 根據權利要求1所述的鉛碳超級電容器集流體，其特征是所述的鉛合金帶狀本體 (1)為含有合金成份為錫、鈣、銻、銀中的一種或一種以上的組合體，合金的含量為0.05 20%重量份。
專利摘要一種鉛碳超級電容器集流體，包括鉛質或鉛合金帶狀本體(1)，其特征是所述的帶狀本體(1)上設有多個通孔或凹槽(2)，所述帶狀本體(1)的厚度為0.5～2mm，帶狀本體(1)上的通孔或凹槽(2)的面積為0.5～60mm2。用本實用新型的集流體制成的鉛碳超級電容器，比能量可以達到18wh/kg以上，工作電位窗可以達到2V，并可顯著降低超級電容器的材料成本。
文檔編號H01G9/058GK201465811SQ20092004744
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者佘沛亮, 凌付冬, 張明 申請人:江蘇雙登集團有限公司