一種超級電容器極片及其制備方法
【專利摘要】一種超級電容器極片及其制備方法，其特征在于包括如下步驟：Ⅰ、制漿，將重量百分比60%~90%的活性炭、5%~35%的導電碳和5%~10%的粘結劑放入行星式真空攪拌機并加入固態物質重量2~5倍的溶劑進行攪拌分散混合得到均勻的超級電容器漿料；Ⅱ、成膜，使用擠壓涂布機或者凹版印刷機將步驟Ⅰ所得的均勻漿料涂覆在有機薄膜載體上，制備成碳膜；Ⅲ、烘干，步驟Ⅱ涂覆有碳膜的有機薄膜通過隧道烘箱干燥，使碳膜中溶劑的含量控制在5%~10%之間；Ⅳ、熱壓成型，將步驟Ⅲ干燥所得的碳膜放置在金屬集流體的兩側，通過加熱滾壓使碳膜與金屬集流體結合形成超級電容器極片。
【專利說明】
-種超級電容器極片及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于超級電容器技術領域，具體設及一種高能量密度、高功率密度，穩定性 好的一種超級電容器極片及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 超級電容器是近年來出現的一種介于傳統電容器和二次電池之間的新型儲能裝 置，它在保留傳統電容器功率密度大的特點的同時，具有可達法拉級甚至上萬法拉的靜電 容量，因此其具有能量密度較高的特點。同時還具有可快速充放電、能量轉換效率高、溫度 特性好(-40°C~70°C)、循環使用壽命長和綠色環保等優點，因而其技術已受到世界各國的 普遍重視，可廣泛應用于風力發電、太陽能發電、數碼、汽車、醫療、衛生、電力電子、通訊、能 源、軍用等領域。
[0003] 因超級電容器的能量密度低，限制了其在某些領域的應用，提高超級電容器的能 量密度一直是本領域技術人員研究的主要方向。目前超級電容器領域極片的制備方法一般 是將超級電容器漿料涂覆在金屬集流體上，分切成所需尺寸使用。為了提高超電容器的能 量密度，本領域的技術人員探索使用帶孔的金屬集流體W降低產品的重量，但是帶孔集流 體在涂覆工序漿料會滴漏的顯現，阻礙了運種工藝的應用。解決帶孔集流體的涂覆工藝，成 為超級電容器領域研發人員一個重要的研究課題。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明提供一種超級電容器極片的制備方法，提高了超級電容器的能 量密度和功率密度，提高了超級電容器穩定性延長了使用壽命。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:一種超級電容器極片的制備方法，其 特征在于所述極片制備包括如下步驟： 一種超級電容器極片，其特征在于包括如下步驟： I、制漿，將重量百分比60%~90%的活性炭、5%~35%的導電碳和5%~10%的粘結劑放入行星 式真空攬拌機并加入固態物質重量2~5倍的溶劑進行攬拌分散混合得到均勻的超級電容器 漿料； n、成膜，使用擠壓涂布機或者凹版印刷機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在有機薄膜載 體上，制備成碳膜； 虹、烘干，步驟n涂覆有碳膜的有機薄膜通過隧道烘箱干燥，使碳膜中溶劑的含量控制 在5%~10%之間； IV、 熱壓成型，將步驟m干燥所得的碳膜放置在金屬集流體的兩側，通過加熱滾壓使碳 膜與金屬集流體結合形成超級電容器極片； V、 干燥，將步驟IV所得超級電容器極片放入真空干燥箱中真空加熱除去極片中剩余 的溶劑； VI、分切，將步驟V所得的超級電容器極片根據型號分切成所需寬度的極片。
[0006] 其特征在于:所述的步驟n中所述的有機薄膜載體的厚度在0.01mm~2mm之間，材 質可W為聚乙締、聚丙締、聚四氣乙締、聚酷亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇、聚氯乙締中的一 種。
[0007] 其特征在于:所述的步驟m中所述烘干后碳膜的厚度在40WI1~600皿之間。
[0008] 所述步驟IV中的金屬集流體為厚度在6WI1~50皿之間帶孔的不誘鋼帶、儀錐或者侶 錐。
[0009] 5、根據權利要求4所述的一種超級電容器極片，其特征在于:所述帶孔的金屬集流 體，孔徑在0.05mm~2mm之間。
[0010] 所述步驟IV中的加熱滾壓溫度為100°C~160°C，滾壓壓力在100頓~500頓之間。
[0011] 所述步驟IV熱壓成型所得超級電容器極片的厚度在70WI1~1100皿之間。
[0012] -種超級電容器極片的制備方法，其特征在于包括如下步驟： I、制漿，將重量百分比60%~90%的活性炭、5%~35%的導電碳和5%~10%的粘結劑放入行星 式真空攬拌機并加入固態物質重量2~5倍的溶劑進行攬拌分散混合得到均勻的超級電容器 漿料； n、成膜，使用擠壓涂布機或者凹版印刷機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在有機薄膜載 體上，制備成碳膜； 虹、烘干，步驟n涂覆有碳膜的有機薄膜通過隧道烘箱干燥，使碳膜中溶劑的含量控制 在5%~10%之間； IV、 熱壓成型，將步驟m干燥所得的碳膜放置在金屬集流體的兩側，通過加熱滾壓使碳 膜與金屬集流體結合形成超級電容器極片； V、 干燥，將步驟IV所得超級電容器極片放入真空干燥箱中真空加熱除去極片中剩余 的溶劑； VI、 分切，將步驟V所得的超級電容器極片根據型號分切成所需寬度的極片。
[0013] 其特征在于:所述的步驟n中所述的有機薄膜載體的厚度在0.01mm~2mm之間，材 質可W為聚乙締、聚丙締、聚四氣乙締、聚酷亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇、聚氯乙締中的一 種； 所述步驟虹中所述烘干后碳膜的厚度在40WI1~600WI1之間； 所述步驟IV中的金屬集流體為厚度在6皿~50WI1之間帶孔的不誘鋼帶、儀錐或者侶錐； 所述步驟IV中的加熱滾壓溫度為100°C~160°C，滾壓壓力在100頓~500頓之間； 所述步驟IV熱壓成型所得超級電容器極片的厚度在70WI1~1100皿之間。
[0014] 其特征在于:所述帶孔的金屬集流體，孔徑在0.05mm~2mm之間。
[0015] 本發明提供了一種超級電容器極片的制備方法，采用將活性物質涂覆在有機薄膜 載體上后與帶孔金屬集流體熱壓成型的方法，提高了超級電容器的能量密度和功率密度， 并且采用此工藝制備的超級電容器極片結構穩定性好，可W有效提高超級電容器的穩定 性，延長使用壽命;并且采用本發明的工藝生產效率高，可W有效降低生產成本，具有較高 的經濟效益。
【附圖說明】
[0016] 圖I為本發明一種超級電容器極片制備方法的流程示意圖。 圖2為本發明涂覆在有機載體上碳膜的結構示意圖。
[0017] 圖3為本發明一種超級電容器極片的制備方法所用集流體的結構示意圖。
[0018] 圖4為本發明熱壓成型過程的結構示意圖。
[0019] 圖5為本發明所制備的超級電容器極片的結構示意圖。
[0020] 其中：1、碳膜;2、有機載體;3、金屬集流體;4、熱壓成型機鋼棍。
[0021 ]具體實施方法 為使本發明技術方案及優點更加清楚明白，結構附圖圖1、圖2、圖3、圖4、圖5及實例對 本發明進行進一步的詳細說明。此處所述實例僅僅用W說明解釋本發明，并不用于限定本 發明。
[0022] 實例:一種超級電容器極片的制備方法，極片制備包括如下步驟： I、制漿，即將重量百分比85%的活性炭、10%的導電碳和5%的粘結劑放入行星式真空攬 拌機并加入固態物質重量4倍的溶劑進行攬拌分散混合得到均勻的超級電容器漿料。
[0023] n、成膜，使用擠壓涂布機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在聚酷亞胺薄膜載體2上， 制備成碳膜1 虹、烘干，步驟n涂覆有碳膜1的聚酷亞胺薄膜2通過隧道烘箱干燥，烘干后碳膜1的厚 度為200皿，其中溶劑的含量控制在6%; IV、 熱壓成型，將步驟虹干燥所得的碳膜1放置在帶孔侶集流體3的兩側，使用12(TC、 200頓的壓力加熱滾壓使碳膜與帶孔侶集流體結合形成厚度為340WI1厚的超級電容器極片； V、 干燥，將步驟IV所得超級電容器極片放入真空干燥箱中真空加熱除去極片中剩余 的溶劑； VI、 分切，將步驟V所得的超級電容器極片分切成IOOmm寬的極片。
[0024] 進一步所述帶孔侶集流體的孔徑為2mm，厚度為20WI1。
[0025] 對比實例： 傳統超級電容器極片的制備方法，極片制備包括如下步驟： I、制漿，即將重量百分比85%的活性炭、10%的導電碳和5%的粘結劑放入行星式真空攬 拌機并加入固態物質重量4倍的溶劑進行攬拌分散混合得到均勻的超級電容器漿料。
[0026] n、涂布，使用擠壓涂布機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在20WI1厚侶錐上制備成超 級電容器極片，單面涂布厚度200WI1。
[0027] 虹、對漉，將涂覆后的極片通過對漉機滾壓，滾壓后極片的厚度為360皿。
[0028] IV、分切，將對漉后的極片分切成IlOmm寬。
[0029] 將本發明實例所制備極片和對比實例制備的極片卷繞制成60mm*138mm的圓柱超 銀由巧哭、》^才激4居如了車醉*^^^ .
從上表可W看從采用本發明的技術方案，超級電容器的能量密度有顯著的提高，同時 降低了產品內阻提高了功率密度。
【主權項】
1. 一種超級電容器極片，其特征在于包括如下步驟：1. 制漿，將重量百分比60%~90%的活性炭、5%~35%的導電碳和5%~10%的粘結劑放入行星 式真空攪拌機并加入固態物質重量2~5倍的溶劑進行攪拌分散混合得到均勻的超級電容器 漿料； Π 、成膜，使用擠壓涂布機或者凹版印刷機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在有機薄膜載 體上，制備成碳膜； m、烘干，步驟π涂覆有碳膜的有機薄膜通過隧道烘箱干燥，使碳膜中溶劑的含量控制 在5%~10%之間； iv、 熱壓成型，將步驟m干燥所得的碳膜放置在金屬集流體的兩側，通過加熱滾壓使碳 膜與金屬集流體結合形成超級電容器極片； v、 干燥，將步驟IV所得超級電容器極片放入真空干燥箱中真空加熱除去極片中剩余 的溶劑； VI、分切，將步驟v所得的超級電容器極片根據型號分切成所需寬度的極片。2. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片，其特征在于:步驟Π 中所述的有機薄膜 載體的厚度在O.Olmrn~2mm之間，材質可以為聚乙稀、聚丙稀、聚四氟乙稀、聚酰亞胺、聚對苯 二甲酸乙二醇、聚氯乙烯中的一種。3. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片，其特征在于:步驟m中所述烘干后碳膜 的厚度在40μηι~600μηι之間。4. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片，其特征在于:所述步驟IV中的金屬集流 體為厚度在6μηι~50μηι之間帶孔的不銹鋼帶、鎳箱或者錯箱。5. 根據權利要求4所述的一種超級電容器極片，其特征在于:所述帶孔的金屬集流體， 孔徑在0.05mm~2mm之間。6. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片，其特征在于:所述步驟IV中的加熱滾壓 溫度為1〇〇°〇160°C，滾壓壓力在100頓~500頓之間。7. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片，其特征在于:所述步驟IV熱壓成型所得 超級電容器極片的厚度在70μπι~1100μπι之間。8. -種超級電容器極片的制備方法，其特征在于包括如下步驟： l、 制漿，將重量百分比60%~90%的活性炭、5%~35%的導電碳和5%~10%的粘結劑放入行星 式真空攪拌機并加入固態物質重量2~5倍的溶劑進行攪拌分散混合得到均勻的超級電容器 漿料； Π 、成膜，使用擠壓涂布機或者凹版印刷機將步驟I所得的均勻漿料涂覆在有機薄膜載 體上，制備成碳膜； m、 烘干，步驟π涂覆有碳膜的有機薄膜通過隧道烘箱干燥，使碳膜中溶劑的含量控制 在5%~10%之間； iv、 熱壓成型，將步驟m干燥所得的碳膜放置在金屬集流體的兩側，通過加熱滾壓使碳 膜與金屬集流體結合形成超級電容器極片； v、 干燥，將步驟IV所得超級電容器極片放入真空干燥箱中真空加熱除去極片中剩余 的溶劑； VI、分切，將步驟v所得的超級電容器極片根據型號分切成所需寬度的極片。9. 根據權利要求1所述的一種超級電容器極片的制備方法，其特征在于:步驟Π 中所述 的有機薄膜載體的厚度在0.01mm~2mm之間，材質可以為聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酰 亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇、聚氯乙烯中的一種； 所述步驟m中所述烘干后碳膜的厚度在40μηι~600μηι之間； 所述步驟IV中的金屬集流體為厚度在6μηι~50μηι之間帶孔的不銹鋼帶、鎳箱或者錯箱； 所述步驟IV中的加熱滾壓溫度為1〇〇°〇160°C，滾壓壓力在100頓~500頓之間； 所述步驟IV熱壓成型所得超級電容器極片的厚度在70Μ?~1100μπι之間。10. 根據權利要求9所述的一種超級電容器極片的制備方法，其特征在于:所述帶孔的 金屬集流體，孔徑在〇. 〇5mm~2mm之間。
【文檔編號】H01G11/86GK105977058SQ201610424560
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】王勇, 張敬捧, 李濤, 關成善, 宗繼月
【申請人】山東精工電子科技有限公司