一種新型高倍率超級電容器電極片及超級電容器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電容器技術領域，尤其是一種新型高倍率超級電容器電極片及超級電容器。
【背景技術】
[0002]超級電容器是一種性能介于傳統電容器與電池之間的新型儲能裝置，它具有功率大、能量密度高、安全性能好及使用壽命長等優點，在移動電子設備、混合動力車輛和數字通信等領域具有巨大市場前景，因而近年來受到人們的廣泛關注。市面上超級電容器的類型多為雙電層超級電容器，其主要通過在電極材料與電解液界面處形成雙電層來儲存能量，即能量以電荷的形式存儲在電極材料的表面。活性炭材料由于比表面積大，價格低等特點，廣泛應用于超級電容器電極的制造中。
[0003]目前，電動汽車、電子設備等領域對大功率和大容量電源的需求越來越大，對于超級電容器性能的要求也越來越高。作為廣泛使用的活性炭電極，受到其孔隙率的限制，存在電解液離子傳輸通道不足的問題，從而影響超級電容器的倍率性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種新型高倍率超級電容器電極片及電容器。本發明通過在活性炭層表面制造規則網格結構來形成電解液儲存渠道，保證電解液提供充足，具有良好的大電流充放電能力，倍率高。本發明制造成本低廉，操作簡便，使用安全性高，適合批量生產應用。
[0005]為實現上述目的，本發明采用下述技術方案:一種新型高倍率超級電容器電極片，它包括集流體和活性炭層，所述活性炭層涂覆于集流體上表面，所述活性炭層上表面輥壓有多個凹槽部及相對于凹槽部的凸起部，所述凹槽部與凸起部有序排列使活性炭層上表面整體呈現規則網格結構，且所述凹槽部底部面積占活性炭層上表面面積的60%至80%。
[0006]優選的，所述凹槽部與凸起部縱橫交錯排列，所述活性炭層上表面整體呈現向外延伸的“井”字型網格結構。
[0007]優選的，所述凹槽部呈現W型，所述凸起部呈現W型，多個所述凹槽部首尾依次連接形成凹槽排，多個所述凸起部首尾依次連接形成凸起排，所述凹槽排與所述凸起排間隔排列，所述活性炭層上表面整體呈現向外延伸的W型網格結構。
[0008]優選的，所述凹槽部中凹口的寬度為Ium至10um0
[0009]優選的，所述凹槽部中凹口的深度為Ium至lOOum。
[0010]本發明的有益效果是:
[0011]本發明通過在活性炭層表面制造規則網格結構來形成電解液儲存渠道，保證電解液提供充足，具有良好的大電流充放電能力，倍率高。本發明制造成本低廉，操作簡便，使用安全性高，適合批量生產應用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明整體結構示意圖；
[0013]圖2是活性炭層上表面“井”字型網格結構示意圖；
[0014]圖3是活性炭層上表面W型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]這里需要說明的是，所述方位詞左、右、上、下均是以圖1所示的視圖為基準定義的，應當理解，所述方位詞的使用不應限制本申請所請求的保護范圍。
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017]如圖1至圖3所示，一種新型高倍率超級電容器電極片，它包括集流體I和活性炭層2，所述活性炭層2涂覆于集流體I上表面，所述活性炭層2上表面輥壓有多個凹槽部2-1及相對于凹槽部2-1的凸起部2-2，所述凹槽部2-1與凸起部2-2有序排列使活性炭層2上表面整體呈現規則網格結構，且所述凹槽部2-1底部面積占活性炭層2上表面面積的60%至80%。
[0018]活性炭層2上表面的網格結構控制至微米級，凹槽部2-1存儲電解液，形成電解液儲存渠道，進而為活性物質表面的吸附、脫附提供足夠的電解液離子，縮短離子的傳輸路徑，使電容器電極在高面密度和強電流密度下仍能保持良好的高倍率性。集流體I可選用鋁箔材質。活性炭層2選用超級電容活性炭材質。
[0019]如圖2所示，在上述技術方案基礎上，所述凹槽部2-1與凸起部2-2縱橫交錯排列，所述活性炭層2上表面整體呈現向外延伸的“井”字型網格結構。如此設置，滿足實際使用需要。例如，采用疊片工藝制備軟包裝超級電容器過程中(2.7V/350F)。該軟包裝超級電容器主要包括外殼、電芯以及電解液。電芯部分是由正電極片、隔膜、負電極片層疊而成，隔膜位于正電極片與負電極片之間起隔離作用。正電極片與負電極片均包括集流體I和活性炭層2 ο制備主要實施步驟包括:將活性炭層2涂覆于集流體I上方，經過烘干處理后進行輥壓工藝處理，進而在活性炭層2上表面形成“井”字型網格結構，經烘干、輥壓和沖模后得到正電極片與負電極片，然后經疊片、極耳焊接、入殼、注液、殼體封裝等工序制得軟包裝超級電容器(2.7V/350F)。活性炭層2上表面網格結構中凹槽部2-1的寬度控制為28um，深度為18um。其中棍壓工藝可選用具有“井”字型網格結構的絲網在活性炭層2表面進行壓制，亦可使用具有網紋表面的棍子進行棍壓獲得。
[0020]如圖3所示，在上述技術方案基礎上，所述凹槽部2-1呈現W型，所述凸起部2-2呈現W型，多個所述凹槽部2-1首尾依次連接形成凹槽排，多個所述凸起部2-2首尾依次連接形成凸起排，所述凹槽排與所述凸起排間隔排列，所述活性炭層2上表面整體呈現向外延伸的W型網格結構。如此設置，滿足實際使用需要。
[0021 ]活性炭層2上表面網格結構亦可設置成圓形網格、蜂窩形網格、菱形網格。
[0022]在上述技術方案基礎上，所述凹槽部2-1中凹口的寬度為Ium至lOOum。如此設置，滿足實際使用需要。
[0023]在上述技術方案基礎上，所述凹槽部2-1中凹口的深度為Ium至lOOum。如此設置，滿足實際使用需要。
[0024]在上述技術方案基礎上，一種超級電容器，所述超級電容器包括內置電解液的電容殼體，所述電容殼體上設置有正極電極片和負極電極片，所述正極電極片與負極電極片采用上述任意一項所述的電極片。
[0025]對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種新型高倍率超級電容器電極片，其特征在于:它包括集流體I和活性炭層2，所述活性炭層2涂覆于集流體I上表面，所述活性炭層2上表面輥壓有多個凹槽部2-1及相對于凹槽部2-1的凸起部2-2，所述凹槽部2-1與凸起部2-2有序排列使活性炭層2上表面整體呈現規則網格結構，且所述凹槽部2-1底部面積占活性炭層2上表面面積的60%至80%。2.根據權利要求1所述的一種新型高倍率超級電容器電極片，其特征在于:所述凹槽部2-1與凸起部2-2縱橫交錯排列，所述活性炭層2上表面整體呈現向外延伸的“井”字型網格結構。3.根據權利要求1所述的一種新型高倍率超級電容器電極片，其特征在于:所述凹槽部2-1呈現W型，所述凸起部2-2呈現W型，多個所述凹槽部2-1首尾依次連接形成凹槽排，多個所述凸起部2-2首尾依次連接形成凸起排，所述凹槽排與所述凸起排間隔排列，所述活性炭層2上表面整體呈現向外延伸的W型網格結構。4.根據權利要求1或2或3所述的一種新型高倍率超級電容器電極片，其特征在于:所述凹槽部2-1中凹口的寬度為Ium至lOOum。5.根據權利要求1或2或3所述的一種新型高倍率超級電容器電極片，其特征在于:所述凹槽部2-1中凹口的深度為Ium至lOOum。6.—種超級電容器，所述超級電容器包括內置電解液的電容殼體，所述電容殼體上設置有正極電極片和負極電極片，其特征在于:所述正極電極片與負極電極片采用權利要求1至權利要求5中任意一項所述的電極片。
【專利摘要】本發明公開了一種新型高倍率超級電容器電極片及超級電容器，它涉及電容器技術領域。它包括集流體和活性炭層，所述活性炭層涂覆于集流體上表面，所述活性炭層上表面輥壓有多個凹槽部及相對于凹槽部的凸起部，所述凹槽部與凸起部有序排列使活性炭層上表面整體呈現規則網格結構，且所述凹槽部底部面積占活性炭層上表面面積的60％至80％。本發明通過在活性炭層表面制造規則網格結構來形成電解液儲存渠道，保證電解液提供充足，具有良好的大電流充放電能力，倍率高。本發明制造成本低廉，操作簡便，使用安全性高，適合批量生產應用。
【IPC分類】H01G11/26
【公開號】CN105679550
【申請號】CN201610129189
【發明人】孫育靈, 羅文科, 唐鳳芹, 盧威, 陳立桅, 高珊, 唐劍東, 符君, 舒暢, 裴何丁
【申請人】蘇文電能科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月7日