[發(fā)明專(zhuān)利]一種超級(jí)電容器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010133002.X
• 申請(qǐng)日: 2010-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101794671A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳照平;阮殿波;陳勝軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京集星聯(lián)合電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01G9/155
• 分類(lèi)號(hào): H01G9/155;H01G9/058
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超級(jí)電容器及其制造方法。

背景技術(shù)

超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，集高能量密度、高功率密度、 長(zhǎng)壽命等特性于一身，此外它還具有免維護(hù)、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是 一種兼?zhèn)潆娙莺碗姵靥匦缘男滦碗娮釉８鶕?jù)儲(chǔ)能機(jī)理的不同其 主要分為建立在界面雙電層基礎(chǔ)上的“雙電層型”超級(jí)電容器以及建 立在法拉第準(zhǔn)電容基礎(chǔ)上的“準(zhǔn)電容型”超級(jí)電容器。碳材料的性質(zhì) 是決定“雙電層型”超級(jí)電容器性能的決定因素。其中包括碳材料的 比表面積、孔徑分布、電化學(xué)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率等。經(jīng)過(guò)研究滿(mǎn)足要 求的碳材料有活性炭，納米碳纖維，納米碳管等。“準(zhǔn)電容”的原理 是電極材料利用鋰離子或質(zhì)子在材料的三維或準(zhǔn)二維晶格立體結(jié)構(gòu) 中的儲(chǔ)留來(lái)達(dá)到儲(chǔ)存能量的目的，該類(lèi)電極材料包括金屬氧化物、 氮化物、高分子聚合物等。超級(jí)電容器的核心組件是其電極，在相 關(guān)技術(shù)中，傳統(tǒng)活性碳電極的多采用在鋁箔表面涂覆活性碳漿料方 法制備，該工藝與鋰離子電池電極制備工藝類(lèi)似，具有工藝成熟簡(jiǎn) 單等優(yōu)點(diǎn)，但是存在活性碳材料(或活性炭材料)層容易脫落等不 足，嚴(yán)重影響了超級(jí)電容器的使用壽命及可靠性。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中活性碳材料層容易脫落的問(wèn)題，目前尚未提出 有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中活性碳材料層容易脫落的問(wèn)題而提出本發(fā)明， 為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種超級(jí)電容器及其制造方法， 以解決上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種超級(jí) 電容器。

根據(jù)本發(fā)明的超級(jí)電容器包括：該超級(jí)電容器具有電極芯，其 中，電極芯包括：金屬基片；活性碳材料膜片層；熱塑性導(dǎo)電膠層， 其中，金屬基片的第一面經(jīng)由熱塑性導(dǎo)電膠層與活性碳材料膜片層 的第一面相連接。

進(jìn)一步地，熱塑性導(dǎo)電膠層包含熱熔融性粘合劑與導(dǎo)電性材料。

進(jìn)一步地，熱熔融性粘合劑由聚合單體、引發(fā)劑過(guò)硫酸銨、乳 化劑十二烷基硫酸鈉以及水聚合而成。

進(jìn)一步地，聚合單體包含乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸酯。

進(jìn)一步地，導(dǎo)電性材料包含石墨、乙炔黑和碳納米管導(dǎo)電碳材 料。

進(jìn)一步地，活性碳材料膜片層包含活性碳、乙炔黑和聚四氟乙 烯。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種超級(jí) 電容器的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的超級(jí)電容器的制造方法包括：將金屬基片、熱塑 性導(dǎo)電膠層、活性碳材料膜片層疊加或卷繞得到電極芯，其中，金 屬基片的第一面經(jīng)由熱塑性導(dǎo)電膠層與活性碳材料膜片層的第一面 相連接；將電極芯灌注電解液并密封在金屬外殼內(nèi)得到超級(jí)電容器。

進(jìn)一步地，通過(guò)以下方法得到活性碳材料膜片層：將聚四氟乙 烯粉末置于石油醚中分散；依次將活性碳粉末、乙炔黑粉末加入石 油醚中并攪拌；在石油醚在攪拌的過(guò)程中揮發(fā)后，采用軋制方式將 揮發(fā)之后的混合物制備成活性碳材料膜片層。

進(jìn)一步地，得到電極芯的步驟包括：對(duì)金屬基片的第一面采用 電弧熱噴涂金屬顆粒的方法進(jìn)行糙化處理。

進(jìn)一步地，在得到電極芯的步驟中，進(jìn)一步包括：采用熱風(fēng)加 溫并軋制的方式將金屬基片、活性碳材料膜片層、熱塑性導(dǎo)電膠層 輥壓在一起形成電極芯。

通過(guò)本發(fā)明，采用包括以下結(jié)構(gòu)的電極芯：金屬基片；活性碳 材料膜片層；熱塑性導(dǎo)電膠層，其中，金屬基片的第一面經(jīng)由熱塑 性導(dǎo)電膠層與活性碳材料膜片層的第一面相連接，解決了活性碳材 料層容易脫落的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了防止超級(jí)電容器的活性碳材料層 脫落，進(jìn)而提高超級(jí)電容器的牢固性及延長(zhǎng)使用壽命的效果。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申 請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并 不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極多層結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極制備工藝的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圓柱形超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方形超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施 例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō) 明本發(fā)明。