[發明專利]一種高比容量超級電容器的制造方法

有效

• 申請號: 201410399692.1
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104157469B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 蔣虎南;漆長席;吳孟強;林彬
• 申請（專利權）人: 四川能寶電源制造有限公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 裴娜

1.一種高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)CMC溶液制備

即在真空攪拌罐中加入去離子水，然后稱取電池級CMC分三次加入到真空攪拌罐中，每次加料間隔15～20min，環境溫度25±2℃；加料結束后，真空攪拌2～4h，直至CMC完全溶解，真空保存；

(2)導電漿料制備

即在真空攪拌罐中稱取上述步驟(1)中的CMC溶液，再將乙炔黑、導電石墨、石墨烯漿料、促進劑依次序加入到真空攪拌罐中，其中，乙炔黑分三次加入，導電石墨分兩次加入，石墨烯漿料分兩次加入，每次加料間隔10～15min，加料結束后，在真空條件下攪拌4～6h，全程環境溫度25±2℃，攪拌結束后抽真空備用；所述促進劑由金紅石型TiO₂、納米摻銻二氧化錫和硫脲組合而成，該促進劑中的金紅石型TiO₂、納米摻銻二氧化錫、硫脲的質量比例為5:3:2或者4:4:2；

(3)活性炭漿料制備

即在真空攪拌罐中稱取去離子水并加入5wt％PVA溶液，真空攪拌15～20min，再稱取經真空干燥后的改性高表面功能化活性炭材料，分三次加入，每次加料間隔10～15min，加料完畢之后，真空攪拌4～5h，全程環境溫度25±2℃，攪拌結束后抽真空備用；所述改性高表面功能化活性炭材料需經過無機含氧酸酸洗、弱氧化劑高溫清洗以及含氧金屬化合物負載處理；所述改性高表面功能化活性炭材料成分包括比例依次為：8：1：1或者8：0.5：1.5的高表面活性炭、ZnO和MnO_x；所述改性高表面功能化活性炭材料的粒徑為5～12um，比表面積為1800～2200m²/g，孔徑分布為3～10nm，比重為0.65～0.75g/cm³；

(4)超級電容器漿料制備

即在真空攪拌罐中分別稱取上述步驟(2)制備的導電漿料和上述步驟(3)制備的活性炭漿料，真空條件下攪拌2～3h，加入SBR溶液，真空條件下高速攪拌1～2h，攪拌結束后，將得到的漿料過250目濾網，全程環境溫度25±2℃；

(5)極片制備

即將上述步驟(4)制備出的漿料均勻地涂敷在20或30μm厚度的腐蝕鋁箔上，涂布厚度控制在60～120μm，經烘干、對輥、分切分條、模切后即可得到高容量超級電容器極片，極片面密度為0.008±0.0002g/cm²。

2.如權利要求1所述的高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于：所述步驟(5)中的所述極片主要成分由75％～90％質量分數的改性高表面功能化活性炭材料、1％～4％質量分數的促進劑、5％～10％質量分數的導電劑、2％～5％質量分數的粘接劑組成。

3.如權利要求1所述的高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于：所述無機含氧酸包括HNO₃、H₃PO₄、H₂SO₄或其他無機含氧酸；

所述弱氧化劑包括尿素、乙二胺、雙氧水、水合肼或其他弱氧化劑，所述改性高表面功能化活性炭材料經所述弱氧化劑高溫清洗的溫度為90℃～100℃，時間為2～4h。

4.如權利要求2所述的高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于：所述導電劑包括導電炭黑、導電石墨、碳納米管、石墨烯中的兩種或多種組合而成。

5.如權利要求4所述的高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于：所述石墨烯層數在5～10層，比表面在500～750m²/g。

6.如權利要求1所述的高比容量超級電容器的制造方法，其特征在于：所述步驟(5)中是采用全自動間隙涂布機或者全自動擠壓式涂布機將所述步驟(4)制備出的漿料均勻地涂敷在腐蝕鋁箔上。