[發明專利]一種電極材料及電極極片和超級電容器的制備方法

有效

• 申請號: 201610592100.7
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN106024411B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 李文生;常亮;劉永久;張紫方
• 申請（專利權）人: 錦州凱美能源有限公司
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/38;H01G11/86
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種電極材料，其特征在于，所述電極材料由含碳活性物質、含氟表面活性劑、粘結劑、導電劑和溶劑制備而成；其中，按質量比，含氟表面活性劑：含碳活性物質＝0.01～10％；粘結劑：含碳活性物質＝0.01～20％；導電劑：含碳活性物質＝0.01～15％；溶劑：含碳活性物質＝60～80％；

所述的含碳活性物質為高比面積活性炭，活性炭納米管，碳纖維或石墨烯中的一種；

所述的含氟表面活性劑為含氟磺酰胺類化合物B、或含氟磺酰胺類化合物B和含氟磺酰胺類化合物A的混合物；

含氟磺酰胺類化合物A為含有烷基或聚氧乙烯醚結構特征的化合物，其結構通式為A1或A2，其中：n≥0；R_F為具有碳鏈長度≥4的全氟烷基；R為烷基、烯基、烷氧基或氰基中的一種；

含氟磺酰胺類化合物B為含有季銨鹽結構特征的化合物，其結構通式為B1或B2，其中：R_E為具有碳鏈長度≥4的全氟烷基；R¹為烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一種，R²為烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一種，R³為烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一種，R⁴為烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一種，X^-是鹵素負離子或酸根中的一種；

所述的粘結劑為含氟樹脂和/或聚烯烴化合物中的一種或幾種；

所述的導電劑為ketjen炭黑、乙炔黑、爐黑、碳纖維VGCF、納米石墨、碳納米管或導電石墨中的一種或幾種；

所述的溶劑為去離子水，乙醇或異丙醇中的一種或幾種混合物。

2.如權利要求1所述的電極材料，其特征在于，所述的電極材料，按質量比，含氟表面活性劑：含碳活性物質＝0.05～5％；粘結劑：含碳活性物質＝0.5～10％；導電劑：含碳活性物質＝0.5～10％。

3.如權利要求1中所述的電極材料，其特征在于，所述的酸根包括HSO₄^-或RCOO^-；所述的含氟樹脂包括聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；所述的聚烯烴化合物包括丁苯橡膠或羧甲基纖維素。

4.權利要求1中所述的電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)按計量比，向球磨機中加入含碳活性物質、含氟表面活性劑、導電劑，進行球磨、混煉，研磨1～3h，得到混合物；

(2)按計量比，向混合物中加入粘結劑和溶劑，研磨40～60min，得到電極材料，其中，加入的溶劑質量為含碳活性物質質量的60～80％。

5.如權利要求4所述的電極材料的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為去離子水，乙醇或異丙醇中的一種或幾種混合物，其中，溶劑為幾種混合物時，比例為任意比。

6.采用權利要求1所述的電極材料，制備電極極片的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，調漿：

將電極材料加入溶劑進行調漿，研磨1～2h，得到電極漿料，其中，溶劑質量為含碳活性物質質量的20～35％；

步驟2，涂布集流體：

將電極漿料均勻地涂布于集流體的兩面，并于20～130℃下干燥5～15min，得到厚度為20～300μm的極片，其中，集流體厚度為15～20μm；

步驟3，壓延處理：

將極片，置于壓力機上，進行壓延處理，形成18～280μm厚的電極極片。

7.如權利要求6所述的電極極片的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為去離子水，乙醇或異丙醇中的一種或幾種混合物，其中，溶劑為幾種混合物時，比例為任意比；所述的步驟2中，集流體為鋁箔或銅箔。

8.采用權利要求6所述的電極極片，制備超級電容器的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(一)將電極極片干燥，切成兩張寬度相等的帶狀電極，將兩張帶狀電極焊接引線條，在中間夾入隔膜紙，卷成卷芯，將卷芯真空干燥；

(二)在真空狀態下，將卷芯浸漬于電解液中；

(三)將卷芯放入鋁殼中封口，制成超級電容器。