[發(fā)明專利]有機混合型電容器電極的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310192024.7
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103258657A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 蘇迎東;熊廷玉;張華;程傳捷;張益明
• 申請（專利權）人: 南京雙登科技發(fā)展研究院有限公司
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種高比能量有機混合型電容器電極的制作方法，屬于化學電源中電容器制作技術領域。

背景技術

超級電容器可以分為雙電層電容器、法拉第贗電容器和混合型超級電容器等三種。雙電層電容器主要通過在電極和電解質之間的界面上所形成的雙電層來儲能,有很高的功率密度和極好的循環(huán)性能。法拉第贗電容器主要通過電極表面或近表面發(fā)生快速可逆的化學吸附脫附或氧化還原反應來儲能。有機混合型電容器的兩個電極分別采用不同的儲能機理,其中一個電極選用贗電容類或二次電池類電極材料,另一電極選用雙電層電容類碳材料。因此有機混合型電容器可同時具有法拉第贗電容器或二次電池的高能量密度和雙電層電容器的高功率密度。??

2001年美國Telcordia?Technologies首先報道了正極利用陰離子在活性碳電極上的靜電吸附、負極利用低電位的鈦酸鋰Li4Ti5O12嵌鋰材料的一種新類型的有機混合電池電容體系,電容器的平均工作電壓和比容量都比傳統(tǒng)的對稱雙層電容器大大提高，能量密度達到每公斤數(shù)瓦時。

近年來混合型電容器也成為研究開發(fā)的重點，CN101004973發(fā)明了一種混合型超級電容器，正極采用氫氧化鎳和二氧化錳的混合材料；負極采用具有多孔結構的材料活性炭、介孔炭或納米炭管的混合材料，具有非常長的循環(huán)使用壽命，并且具有高功率、低成本。但其電解質采用強堿性的水溶液，電壓低，儲能小，長期使用對環(huán)境有一定的腐蝕。CN200920269298.0公開了一種混合電化學電容器，包括正極、負極、介于正極和負極之間的隔板及電解液；負極采用多層薄型碳粉末電極與負極隔板交替排布組合的形式，使得負極的等效串聯(lián)電阻減小，電解質離子移動路徑縮短，而比電容增高，功率密度變大。與傳統(tǒng)設計的混合電化學電容器相比，能量密度也得到了顯著提高，超過20Wh/kg。CN200910037614.6公開了一種混合電化學電容器，正極的活性材料采用鐵系嵌鋰化合物、釩系嵌鋰化合物或鎳錳鈷系嵌鋰化合物與活性炭的混合物或復合物，改善了大倍率放電性能，解決了形成雙電層時本體電解液的貧乏問題與大倍率放電對電導率要求高的問題。但應用在電動車與混合動力汽車動力電池的要求以及太陽能與風能發(fā)電站儲能等大容量儲能領域仍有較大差距。同時有機混合型電容器多采用NMP有機溶劑溶解活性物質、導電劑等材料，成本較高，和膏及涂布階段也會造成一定污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種能使混合型電容器內阻低、容量大、大功率及循環(huán)性能優(yōu)良，擴大應用范圍，并且能降低成本、減少污染的有機混合型電容器電極的制作方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種有機混合型電容器電極的制作方法，包括正極漿料制備、正極極片制作和負極漿料制備、負極極片制作，其改進之處是所述正極漿料制備操作如下：

（1）按常規(guī)工藝要求備好由粘結劑、活性物質和高比表面積活性碳組成的正極漿料物料以及配用的溶劑，該溶劑采用去離子水；

（2）將占上述物料質量百分比0.1%～10%的醇類添加劑加入到去離子水中攪拌溶解；

（3）攪拌下向溶液中加入占上述物料質量百分比0.1%～5%的導電碳纖維，全部加完后改用高速攪拌機對溶液進行分散攪拌1～24小時；

（4）分散后再加入備好的上述物料，充分攪拌制得正極漿料；

所述負極漿料制備操作如下：

（1）按常規(guī)工藝要求備好由粘結劑、活性物質和高比表面積活性碳組成的負極漿料物料以及配用的溶劑，該溶劑采用去離子水；

（2）將占上述物料質量百分比0.2%～2%的羥甲基纖維素加入到40～80℃的去離子水中，攪拌30～60分鐘，制成溶液；

（3）再將占上述物料質量百分比0.1%～10%的醇類添加劑加入到溶液中攪拌溶解后冷卻至室溫；

（4）再在攪拌下向溶液中加入占上述物料質量百分比0.1%～20%的導電碳纖維或石墨纖維，全部加完后改用高速攪拌機對溶液進行分散攪拌2～24小時；

（5）分散后再加入備好的上述物料，充分攪拌制得負極漿料。

進一步的方案是：由制備好的正、負極漿料分別制作正、負極極片時，將涂布間隙調至50～1000μm，雙面涂布后烘干；所述醇類添加劑為乙醇、丙醇、丙二醇、乙二醇、丙三醇中的一種或幾種混合物；所述導電碳纖維或石墨纖維單絲直徑為5～200μm，長度為0.1～50mm；所述高速攪拌機的轉速為1000～3000轉/分鐘。