[發明專利]超級電容器的制備方法

有效

• 申請號: 201410067716.3
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103811197A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 任相坤;崔永君;王培;洪東升;劉冬冬
• 申請（專利權）人: 上海寶聚新化能源科技有限公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及電容器制備領域，尤其是涉及超級電容器的制備方法。

背景技術

由于礦產能源在使用過程中污染嚴重，隨著全球環境和氣候問題的日益突出，使環境保護越來越受重視，各國都加快新能源產業的推廣。超級電容器作為一種清潔能源，它具有功率密度大，循環使用壽命長，安全性和穩定性好，免維護等特點，使其在能源短缺、環境污染嚴重和對高性能電源高度需求的今天，特別是電動汽車行業、便攜式電器、航天航空、國防軍工、電子等領域的發展對超級電容器需求，使其重要性越來越明顯。

等效串聯電阻ESR是衡量超級電容器性能的重要指標，ESR的存在會導致超級電容器可存儲電荷的電位范圍降低，減弱其電荷存儲能力。超級電容器的ESR主要來自電極材料、隔膜和電解液的電阻、各種接觸電阻和電解液傳質電阻。

一般超級電容器電極材料由活性炭、導電物質、粘結劑及其他添加劑構成，其中粘結劑通常為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素、丁苯橡膠、1,1-二氟乙烯、1,1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、異戊二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠、腈橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酯、聚氨酯和聚碳酸酯，而粘結劑在電極炭漿料中的所占比例為2-10%，絕緣性粘結劑的添加會導致超級電容器電極的電阻增加，而電阻恰恰是超級電容器的重要指標，對超級電容器的充放電效率、能量密度、循環壽命均有不良的影響。

CN102543481A，公開了一種超級電容器的制作方法，包括如下步驟：將金屬集電極表面粗糙化處理，將活性材料、導電材料、復合粘接劑混合均勻，壓成厚度在30-100μm的極片，將極片粘接在集電極表面，形成帶狀電極，將其切成兩張相同尺寸電極，將兩張電極鉚接引線后，加入10-50μm厚的隔極膜，卷繞成芯子，于100-150℃真空干燥8-72小時，然后浸漬在有機電解液中，于50℃外加2.7V直流電壓通電10h，最后封裝于圓形鋁殼中，得到超級電容器產品。該發明存在粘結劑導電率低，電阻大的缺點。CN102592845A，公布一種超級電容器電極極片的方法，其特征在于由集流體，導電涂層，活性涂層以及絕緣涂層組成；導電涂層涂覆在集流體上，活性涂層涂覆在導電涂層上，絕緣涂層噴涂在活性涂層上。由于該超級電容器極片的絕緣涂層是通過噴涂工藝制得，和極片融為一體，同時又可以通過電解液的離子，這樣就減少常用的超級電容器中由隔膜和極片之間的接觸而導致的內阻。該發明沒有從粘結劑的導電性上進一步解決電極內阻問題，電極與極片電阻高、導電率低，電容器的內阻仍需改善。

發明內容

本發明提出一種超級電容器的制備方法，目的在于提供一種能量密度高、電阻低的超級電容器，解決超級電容器電極電阻高的問題。

本發明所采用的技術方案如下：

超級電容器的制備方法，步驟如下：

電極活性物質與導電劑混合，制得電極混合物；

粘結劑和去離子水混合均勻，制得混合粘結劑；

將所述電極混合物和所述的混合粘結劑混合，得到電極料漿；

將所述電極料漿涂覆于金屬集流體表面，制成電極；

將所述電極以隔膜阻隔，添加電解液后制成超級電容器。

其中，優選地，所述的電極活性物質和導電劑的質量比為100:（5-25）。

優選地，所述的粘結劑和去離子水的質量比為（10-50）:50；所述的去離子水的溫度為20-80℃。

優選地，所述的電極混合物和混合粘結劑的質量比為100:（10-30）；所述電極的單層厚度為10μm-200μm。

優選地，所述的電極活性物質為活性炭、碳纖維、碳納米管、石墨烯、中間相碳微球的一種或幾種。

優選地，所述的導電劑為超級導電炭黑、科琴黑、乙炔黑、聚乙炔、石墨和氣相生長碳纖維的一種或幾種。

優選地，所述的粘結劑為羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、3，4-乙撐二氧噻吩聚合物、聚氨酯、聚吡咯、聚苯胺、聚苯亞乙烯的一種或幾種混合物。

優選地，所述的隔膜的材質為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、含氟聚合物、瓊脂膜、玻璃纖維、石棉纖維膜、陶瓷隔膜、氧化鋯膜、有機纖維復合膜和無機纖維復合膜的一種。

優選地，所述金屬集流體為鋁箔、銅箔、鎳箔、鉑箔、不銹鋼箔中的一種。