[發明專利]有機型超級電容器電極極片制作方法

無效

• 申請號: 201110388633.0
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102496484A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 蘇迎東;許謙;凌付冬;柳華勤;楊寶峰
• 申請（專利權）人: 江蘇富朗特新能源有限公司
• 主分類號: H01G9/052
• 分類號: H01G9/052;H01G9/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超級電容器電極極片的制作，屬于化學電源技術領域。

背景技術

超級電容器（Ultracapacitor）又叫雙電層電容器(Electrical?Doule-Layer?Capacitor)，通過電極活性物質--—高比表面積活性炭來儲能，在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為如此，超級電容器可以反復充放電數十萬次。?超級電容器活性炭龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統電容器而言有大得驚人的靜電容量，這也是其“超級”所在。其容量遠超過普通電容器的微法、皮法級，單只電容可達到幾法、幾百法、幾千法。儲能角度已接近電池的數量級。和電池相比，過充、過放都不對其壽命構成負面影響；不含鉛、鎘、汞等重金屬，是一種綠色環保能源。

近年來電動汽車、風力發電等領域對大功率、長壽命電源的需求，促進了大容量超級電容器的發展，對超級電容器性能要求也越來越高。目前超級電容器成本依然很高，其中廣泛采用的集流體腐蝕鋁箔占據了原料成本的較大比重，同時由于鋁箔經腐蝕工藝后降低了機械性能，使得其在自動涂布機生產中極易斷裂，影響生產的連續化進行。

發明內容

本發明的目的是克服現有極片制作中采用腐蝕鋁箔帶來的不足，提供一種有機型超級電容器電極極片制作方法，用普通鋁箔代替腐蝕鋁箔，能有效減低成本，提高極片導電性能和生產的可操作性。

本發明的技術方案是：有機型超級電容器電極極片制作方法，包括活性物漿料涂布，其改進之處在于先在鋁箔上進行涂布預處理，然后再進行活性物漿料涂布，其步驟為：首先制作鋁箔預處理涂料，將水性粘結劑加入去離子水中，常溫下攪拌均勻；然后加入導電劑、碳納米管、無水乙醇和羧甲基纖維素鈉，高速攪拌分散1h～24h制得涂料；涂料中各組分的質量百分比為：乙醇1～5%，碳納米管0.1～1%，羧甲基纖維素鈉0.1～5%，水性粘結劑1～10%，導電劑20～40%，其余為去離子水；將制好的預處理涂料采用涂布工藝均勻涂在鋁箔上，放入烘箱烘干，烘箱溫度為60～120℃，烘干時間1min～10min；再將活性物漿料涂布在已預處理的鋁箔上，烘干后制得電極極片。

進一步的方案是：預處理采用的水性粘結劑為丙烯酸樹脂乳液、醋酸乙烯酯共聚物、乙烯醋酸乙烯乳液、苯乙烯-丁二烯橡膠乳液、氯丁橡膠乳液中的一種或幾種混合物；預處理采用的導電劑為天然石墨、球形石墨、碳纖維中的一種或幾種混合物；活性物漿料中含有與預處理涂料相同的導電劑或導電劑混合物，其含量為活性炭質量的0.1～10%；預處理涂層的厚度為0.1～10μm。

通過預處理工藝在普通鋁箔光滑的表面粘附了一層導電劑和粘結劑，提高了鋁箔表面導電性能和粘接性能，使得后續涂布上去的活性物質與集流體之間牢牢結合，避免發生漏箔?、掉粉等現象。碳納米管是近年來發展起來的一種新型碳材料，作為一種納米材料，其硬度與金剛石相當，同時擁有良好的柔韌性，具有優異的力學、電學和化學性能。前處理涂層中加入碳納米管后明顯改善鋁箔的綜合性能，雖然目前價格較高，但僅在鋁箔預處理使用，總的用量低，成本增加很少。

活性物漿料可采用現有工藝制作，進一步改進之處是在原有配方基礎上增加了與預處理相同的導電劑，該導電劑可在混料和膏時與活性炭一同加入。

由于鋁箔表面沒有受到侵蝕，不存在空洞腐蝕孔等結構，普通鋁箔強度明顯大于相同厚度腐蝕鋁箔，也使得在相同工藝條件下，采用更薄的集流體成為可能。

本方法制作的超級電容器電極極片，具有較好的柔韌性，活性物質與集流體粘結緊密，不易掉粉，極片導電性能好，內阻低；同時集流體鋁箔價廉易得，極片生產工藝穩定可靠，有效降低超級電容器產品成本，生產中未腐蝕的鋁箔不會斷裂，提高了生產可操作性。

具體實施方式

實施例1

在10L和膏機上制作鋁箔預處理涂料，稱量苯乙烯-丁二烯橡膠乳液（SBR）0.5Kg，加入7.2Kg去離子水中，常溫下攪拌均勻；然后加入導電劑天然石墨2Kg，無水乙醇0.2Kg、碳納米管20g、羧甲基纖維素鈉0.1kg。，高速攪拌分散2h制得涂料。?

將20微米厚鋁箔接入自動化涂布機，從加料口倒入前處理涂料，設置走帶速度3.5m/min，通過調節刮刀與涂輥間歇控制控制預處理涂層的厚度為1～2μm。將制好的預處理涂料采用涂布工藝均勻涂在鋁箔上。隨即鋁箔自動進入烘箱烘干，烘箱溫度為60℃，烘干時間2min。