[發明專利]一種柔性集流體的制備方法

有效

• 申請號: 201210574051.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103903876A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 周明杰;吳鳳;王要兵;袁新生
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/68
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及集流體的制備領域，尤其涉及一種柔性集流體的制備方法。

背景技術

超級電容器是一種新型能量存儲裝置，具有高功率密度（為普通電池的10倍以上）、高循環壽命（循環次數可達10萬次以上）、快速充放電性能好等優點，被廣泛應用于軍事領域、移動通訊裝置、計算機、以及電動汽車的混合電源等。通常超級電容器的主要由電極活性物質層、電解質、隔膜、集流體、外殼等組裝而成。現有的超級電容器的能量密度一般比較低，超級電容器的能量密度的影響因素主要有電極材料的電容，體系的電壓，電極材料占電極活性物質層、集流體、外殼材料組成的總重量的比重，因此，增加電極材料的儲能性能和降低器件各個組成材料的重量可以有效提高器件的性能。其中，降低集流體的質量是一個有效的提高能量密度的方法。

集流體是一種匯集電流的結構或零件，主要功能是將電池活性物質產生的電流匯集起來，提供電子通道，加快電荷轉移，提高充放電庫倫效率。作為集流體需要滿足電導率高、機械性能好、質量輕、內阻小等特點。

目前，大多數的文獻中或行業中，一般集流體正極采用鋁箔、負極采用銅箔，由于金屬集流體的密度較大，質量較重，一般集流體的重量占整個電池的20%-25%，則電極材料占整個電池的比重大大減少，最終導致超級電容器的能量密度較低。同時，金屬材料容易被腐蝕，進而影響了超級電容器的使用壽命。

發明內容

基于上述問題，本發明所要解決的問題在于提供一種柔性集流體的制備方法。

本發明的技術方案如下：

方案一

一種柔性集流體的制備方法，包括如下步驟：

將可膨脹石墨快速升溫到1200℃，加熱60S后進行熱剝離，得到膨脹石墨；

按照質量比1∶1-1:5的比例，將離子液體與膨脹石墨混合后用瑪瑙研缽研磨5-20min，然后將混合物加入溶劑中配置成濃度為0.1-1mg/ml的膨脹石墨、離子液體混合溶液，并將混合液放入石英反應釜中，在100-180℃的溫度下加熱2-12h，將反應釜冷卻至室溫，倒出溶液，加入粘結劑，并以600-1000rpm的速率超聲1-3h，得到均勻分散的石墨烯懸浮液；

將所述石墨烯懸浮液直接噴涂在支撐體上，室溫干燥0.5-2h，然后將其浸泡在乙醇溶液中，除去雜質，然后在40-60℃的真空干燥箱中干燥，得到柔性集流體。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-十六烷基-3-甲基咪唑溴鹽、1-十六烷基-3-乙基咪唑溴鹽、1-十二烷基-3-甲基咪唑溴鹽、或1-癸基-3-甲基咪唑溴鹽。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述溶劑為體積比為9:1-5:5的醇與水的混合溶劑；其中，醇為乙醇、異丙醇或甘油。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述粘結劑為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或甲基纖維素；粘結劑與膨脹石墨的質量比為1：5-1：10。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述支撐體為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

方案二

一種柔性集流體的制備方法，包括如下步驟：

將可膨脹石墨快速升溫到1200℃，加熱60S后進行熱剝離，得到膨脹石墨；

按照質量比1∶1-1:5的比例，將離子液體與膨脹石墨混合后用瑪瑙研缽研磨5-20min，然后將混合物加入溶劑中配置成濃度為0.1-1mg/ml的膨脹石墨、離子液體混合溶液，并將混合液放入石英反應釜中，在100-180℃的溫度下加熱2-12h，將反應釜冷卻至室溫，倒出溶液，加入粘結劑，并放入行星式球磨機中進行高速球磨1-3h，球磨機轉動頻率為20-50HZ，得到均勻分散的石墨烯懸浮液；

將所述石墨烯懸浮液直接噴涂在支撐體上，室溫干燥0.5-2h，然后將其浸泡在乙醇溶液中，除去雜質，然后在40-60℃的真空干燥箱中干燥，得到柔性集流體。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-十六烷基-3-甲基咪唑溴鹽、1-十六烷基-3-乙基咪唑溴鹽、1-十二烷基-3-甲基咪唑溴鹽、或1-癸基-3-甲基咪唑溴鹽。

所述柔性集流體的制備方法，其中，所述溶劑為體積比為9:1-5:5的醇與水的混合溶劑；其中，醇為乙醇、異丙醇或甘油。