一種超級電容器極片、超級電容器及極片處理方法與流程

本發明涉及超級電容器領域，特別涉及一種超級電容器極片及其處理方法。

背景技術：

超級電容器(Supercapacitors)是一種介于傳統靜電電容器和二次電池之間的新型儲能裝置，兼具二次電池和傳統電容器的優點。它具有功率密度高、能量密度大、壽命長(數十萬次以上)、工作溫度范圍寬(-40℃～65℃)、充放電效率高、無污染等特點，在新能源(太陽能和風能)、通訊、數碼電子、電力、汽車、工程機械、軍事及航空航天等領域都有十分廣泛的應用。

極片是超級電容器的核心組成部分，主要由活性物質層與集流體組成，其性能好壞對超級電容器的容量、內阻等具有關鍵性的影響。在超級電容器極片的制作工藝中，其中輥壓工藝可以使活性物質與集流體之間粘結性能更優，降低活性物質脫落的風險，同時還會使極片的厚度均勻一致。

目前，為了得到更好的輥壓效果，達到指定的壓實密度，通常對極片進行冷輥壓工藝或者熱輥壓工藝，熱輥壓能降低超級電容器極片的變形抗力，致使極片上活性物質的孔架結構不被破壞，能有效防止極片變形起皺，但是其極片的壓實密度較低，比容量較小；而冷輥壓能有效提高極片的壓實密度，提高比容量，但是其極片的變形抗力增加，致使極片上活性物質的孔架結構容易被破壞，導致極片容易變形起皺。

綜上所述，如何提供一種變形抗力低、壓實密度高、比容量大、不易變形起皺的超級電容器極片及其處理方法，以及包括此極片的超級電容器，成了本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種變形抗力低、壓實密度高、比容量大、不易變形起皺的超級電容器極片及其處理方法，以及包括此極片的超級電容器。

本發明的解決方案是這樣實現的：本發明提出一種超級電容器極片處理方法，包括如下步驟：

S1、對極片輥壓裝置進行升溫；

S2、對極片輥壓裝置進行參數設置；

S3、把極片固定于極片輥壓裝置的牽引帶上，完成穿帶；

S4、通過極片輥壓裝置對極片進行熱輥壓，輥壓完成后進行收卷；

S5、對輥壓裝置進行降溫至常溫；

S6、按順序重復步驟S2和S3；

S7、通過極片輥壓裝置對極片進行冷輥壓，輥壓完成后進行收卷。

上述超級電容器極片處理方法，先對極片輥壓裝置進行加溫，之后進行參數設置，對超級電容器極片進行穿帶，并進行熱輥壓，熱輥壓后進行冷輥壓，即對超級電容器極片進行處理時，既對超級電容器極片進行熱輥壓處理，也進行冷輥壓處理。熱輥壓時，能有效降低極片的變形抗力，致使極片上活性物質的孔架結構不被破壞，超級電容器極片的延展性以厚度均一性均有所提高。熱輥壓后進行冷輥壓時，能有效增大超級電容器極片的壓實密度，進一步降低極片厚度偏差，提高其厚度的均一性。與現有超級電容器極片處理方法相比，通過對極片進行冷熱交替輥壓，最終能有效提高極片比容量，同時有效防止極片的變形起皺。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S1中，將極片輥壓裝置的溫度設置在80至120度之間，對極片輥壓裝置的上下輥輪進行加熱。

發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S1中，所述極片輥壓裝置的溫度設置于90至110度之間。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S2中，把極片輥壓裝置的張力設置為50至70噸。

發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S2中，所述極片輥壓裝置的張力設置為65噸。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S2中，用塞尺測量上下輥輪之間的間隙，通過試壓厚度，調節至預定值。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S3中，用牽引帶按照輥軸的方向，在極片輥壓機上平整連接好，并用膠帶把牽引帶和極片連接好，完成穿帶。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S4中，啟動輥壓張力，開始進行走帶冷輥壓，直至整卷極片輥壓完成，并進行收卷；步驟S5中，所述常溫溫度介于20至30度。

如上所述，通過上述超級電容器極片獲得的超級電容器極片，其具有變形抗力低、壓實密度高、比容量大、不易變形起皺的優點。

另一方面，本發明還提出一種超級電容器極片，所述超級電容器極片經權利要求1至8中任一項所述的超級電容器極片處理方法獲得。

本發明還提出一種超級電容器，包括超級電容器極片，所述超級電容器極片為權利要求9所述的超級電容器極片。

相應地，包括上述超級電容器極片的超級電容器，也具有上述超級電容器極片的優點。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為本發明一種超級電容器極片處理流程框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。此外，本領域技術人員根據本文件的描述，可以對本文件中實施例中以及不同實施例中的特征進行相應組合。

本發明實施例如下，請參見圖1所示的超級電容器極片處理的流程框圖，超級電容器極片處理具體包括如下步驟：

步驟S1，對極片輥壓裝置，具體如極片輥壓機進行升溫，極片輥壓包括溫控設備和上下大輥，通過溫控設備，將溫度設置在預定范圍值，對極片輥壓機的上下大輥進行升溫和加熱，之后進入步驟S2。

步驟S2，在極片輥壓機的控制面板上設置收放卷張力，把收放卷張力設置在預定范圍值，設置過程中，可實時塞尺測量極片輥壓機上下兩個大輥之間的間隙，并通過試壓厚度，調節至合適值，之后進入步驟S3。

步驟S3，把極片固定在輥壓裝置的牽引帶上，完成穿帶，具體地，按照輥軸旋轉的方向，用牽引帶在極片輥壓機上平整連接好，并用膠帶將牽引帶和需要輥壓的極片連接好，調整位置在輸出端接好收卷筒，調整位置，并固定，完成穿帶，之后進入步驟S4。

步驟S4，對超級電容器極片進行熱輥壓和收卷，具體地，啟動輥壓張力，開始進行帶熱輥壓，直至整卷輥壓完成，并進行收卷，之后進入步驟S5。

步驟S5，對極片輥壓機進行裝置降溫，具體地，將極片輥壓機的上下大輥進行冷卻，可通過循環冷卻水方式，也可通過其它風冷方式進行冷卻，直至下下大輥冷卻至常溫為止，之后進入步驟S6。

步驟S6，當極片輥壓機的溫度降至常溫后，開始對熱輥壓后的超級電容器極片進行冷輥壓，按順序依次重復步驟S2和S3，即首先進入S2，在極片輥壓裝置上進行參數設置，參數具體包括但不限于極片輥壓裝置的張力設置；之后進入S3，把極片固定極片輥壓裝置上，完成穿帶，之后進入步驟S7。

步驟S7，通過極片輥壓裝置對極片進行冷輥壓，即常溫輥壓，輥壓完成后進行收卷。

上述超級電容器極片處理方法，先對極片輥壓裝置進行加溫，之后進行參數設置，對超級電容器極片進行穿帶，并進行熱輥壓，熱輥壓后進行冷輥壓，即對超級電容器極片進行處理時，既對超級電容器極片進行熱輥壓處理，也進行冷輥壓處理。熱輥壓時，能有效降低極片的變形抗力，致使極片上活性物質的孔架結構不被破壞，超級電容器極片的延展性以厚度均一性均有所提高。熱輥壓后進行冷輥壓時，能有效增大超級電容器極片的壓實密度，進一步降低極片厚度偏差，提高其厚度均一性。與現有超級電容器極片處理方法相比，通過對極片進行冷熱交替輥壓，最終能有效提高極片比容量，同時有效防止極片的變形起皺。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S1中，極片輥壓裝置的預定范圍值在80至120度之間，具體值可根據超級電容器極片的厚薄來定。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S1中，極片輥壓裝置的溫度優選介于90至110度之間，此溫度范圍內，對超級電容器的輥壓效果最優。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S2中，極片輥壓裝置的收放卷張力預定范圍值優選為50至70噸之間，具體值可根據超級電容器極片的厚薄來定。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S2中，極片輥壓裝置的收放卷張力優選為65度噸，此溫度范圍內，對超級電容器的輥壓效果最優。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S2中，用塞尺測量上下輥輪之間的間隙時，塞尺的厚度以及塞尺的數量均可根據超級電容器極片的厚度來定，當超級電容器極片的厚度較大時，塞尺的厚度或數量也相應的增加，反之，則減少。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，步驟S3和步驟S4中，對超級電容器極片進行穿帶過程中，用膠帶把超級電容器極片和牽引帶連接在一起，當牽引帶通過上下大輥之間時，上下大輥對牽引帶及其上的超級電容器極片形成輥壓，輥壓后，能極片進行收卷，收卷過程可由收卷裝置完成，也可由人工完成，在此不作具體限定。此外，步驟S5中，常溫溫度介于20至30度，即把輥壓裝置降溫至20至30度，即可開始對極片進行冷輥壓。

另一方面，本發明還還出一種超級電容器極片，超級電容器極片由上述超級電容器極片處理方法獲得。

如上所述，通過上述超級電容器極片獲得的超級電容器極片，其具有變形抗力低、壓實密度高、比容量大、不易變形起皺的優點。

最后，本發明還提出一種超級電容器，包括超級電容器極片，超級電容器極片具體為如上所述的超級電容器極片。

相應地，包括上述超級電容器極片的超級電容器，也具有上述超級電容器極片的優點。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。