[發明專利]一種超級電容器的制備方法

有效

• 申請號: 201810049134.0
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108400025B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 于圣明;胡韜;解明
• 申請（專利權）人: 柔電(武漢)科技有限公司
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86;H01G11/66
• 代理公司: 11228 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡建文<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及電化學技術領域，提供了一種超級電容器的制備方法，包括如下步驟：S1，配置漿料，并將配置好的漿料涂布在集流體上；S2，將涂布了漿料的集流體進行模切，然后將模切好的極片完成初步的超級電容器組裝；S3，將初步組裝完成后的超級電容器靜置6～36h；S4，接著在40～65℃的溫度范圍下對經過了靜置后的初步組裝完成的超級電容器進行化成。本發明的一種超級電容器的制備方法，通過采用在40～65℃的高溫下對樣品采取分階段不同倍率的方式進行化成，化成過程中使電解液充分浸潤、改善電極材料表面官能團狀態，整體上有效提高樣品的活化深度，從而提高樣品的循環穩定性，最終達到增強產品使用可靠性的目的。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，具體為一種超級電容器的制備方法。

背景技術

超級電容器是介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，其容量可達幾百、幾千甚至上萬法拉，又稱雙電層電容器、電化學電容器、黃金電容、法拉電容，屬于普通電化學儲能器件的范疇。與其他類型電容器一樣，它也是通過物理過程實現電荷的存儲，但由于超級電容器使用了高表面積的電極材料，并通過電極表面上形成雙電層進行電荷存儲，因此，超級電容器所存儲的電荷遠大于其它類型的電容器。

超級電容器根據儲能機理的不同，可以分為雙電層超級電容器(ElectricDouble-Layer Capacitor,EDLC)、贗電容超級電容(Pseudocapacitor)和混合型超級電容器(Hybrid Supercapacitor)三種。進一步地，根據電極材料的不同，可以分為碳基超級電容器、金屬氧化物超級電容器和導電聚合物超級電容器三大類，目前商業化最為成熟的是活性碳雙電層超級電容器。

雙電層的概念最早是由1879年德國的物理學家Helmholtz提出的，稱之為Helmhotz雙電層。Gouy和Chapman分別于1910年和1913年對Helmholtz進行進一步的補充和修改，Gouy將熱振動效應引入雙電層模型，提出了擴散雙電層結構。雙電層電容器是利用電極與電解質溶液之間庫侖靜電力造成電荷分離的現象，進而形成雙電層來達到儲存電能的目的，其儲能過程不發生化學反應。在電解液中同時插入兩個電極，并在其間施加一個小于電解質溶液分解電壓的電壓，這時電解液中的正、負離子在電場的作用下會迅速向兩極運動，并分別在兩個上電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層，它所形成的雙電層和傳統電容器中的電介質在電場作用下產生的極化電荷相似，從而產生電容效應，緊密的雙電層近似于平板電容器，但是，由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離小得多，因而具有比普通電容器更大的容量。

超級電容器與傳統電容器相比，它具有較大的容量、高的功率密度、較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命；而與蓄電池相比，它又具有較高的比功率，可進行不限流充電，充電次數可達數百萬次以上，且環境友好，具體特點如下：高功率密度：超級電容器可在短時間內提供超過10kWKg^-1的高功率密度，是電池的10～100倍；快速充放電：可以實現10秒到10分鐘達額定容量95％以上；高庫侖效率：充放電效率高達98％以上，能量形式幾乎無轉變和損失；超長循環壽命：正常使用情況下，超級電容器的循環壽命可達10萬次以上，是鋰電池的5～20倍；環境適應能力強：使用溫度范圍一般在-40～75℃，容量不會出現明顯的衰減；可在低溫、高熱等惡劣環境下正常使用，實現壽命期內的真正免維護；安全環保：所用電極材料是安全無毒的，是一種環境友好的綠色儲能元件。

目前，中小容量的超級電容器在小型機械設備上得到廣泛應用，例如電腦內存系統、照相機、音頻設備和間歇性用電的輔助設施。而大尺寸的柱狀超級電容器則多被用于汽車領域和自然能源采集上，并可預見在該兩大領域的未來市場上，超級電容器有著巨大的發展潛力。超級電容器的應用領域涉及消費類電子產品，交通運輸、移動通信、工業、能源、電力及軍事等領域，并且應用范圍還在不斷地擴大。在特定的條件下可以部分或全部替代蓄電池，應用在某些機電或電脈沖設備上，可使其產生革命性進步。