[發明專利]一種碳基超級電容器的制備工藝

有效

• 申請號: 202011284222.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112509821B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 白瑀;萬琳昊;韓超群;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/34;H01G11/52;H01G11/86
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李鳳鳴

1.一種碳基超級電容器的制備工藝，其特征在于：通過碳和二氧化錳構成的復合材料，依次經過集流體預處理、制漿、混料、涂覆、干燥、裁片得到超級電容器，包括電極片的制備和電極材料的制備：

所述電極片的制備，包括如下步驟：

1）腐蝕鋁箔集流體的預處理；

2）制漿：將粘接劑、導電劑、NMP三者按為7：3：1質量比混合，組成制漿材料；

3）混料：將步驟2）中制漿材料混合均勻后，用球磨工藝進行混料，使用行星球磨機研磨處理2h；

4）涂覆：用刮刀將3）研磨處理的制漿材料一次性刮涂在腐蝕鋁箔上，制得電極片基材；

5）干燥：將4）中的電極片基材靜置在真空干燥箱，預干燥溫度為50~60℃ ，時間為10~12h，然后將電極片基材靜置在120℃ 的高溫干燥箱，時間為10~12h；

6）裁片：使用裁片機對電極片基材裁片，制成電極片；

所述電極材料的制備，包括以下步驟：

1）利用萃取法制備二元復合物，硝酸錳溶液、純活性炭、超純水混合在一起，質量比為2:2:30，超聲處理，再在真空條件下靜置10分鐘，加入丙酮萃取，萃取后混合液洗滌一次并在60度的鼓風干燥箱中干燥，形成純活性炭基底與二氧化錳的二元復合物AC/MnO₂；

2）將上述二元復合物要在氬氣的保護下進行燒結，燒結時間為2小時，燒結溫度為400度；

3）在2)中二元復合物上加入石墨烯分散液形成三元復合物，石墨烯分散液制備方法為：將10g石墨烯混合在200ml的NMP溶液中，每次取0.5g石墨烯，混合到NMP溶液中，保持攪拌，在均質機中加入50ml的NMP溶液，緩慢加入石墨烯溶液，期間不斷升高容腔壓力至1300bar，保持30min，取出溶液，在超聲波中，超聲處理2h，將溶液進行抽濾處理，在2um的濾膜中過濾得到石墨烯分散液，最后涂敷在二元復合物上，在鼓風干燥箱中設置60度溫度進行干燥12h，得到三元復合物；

4）激光刻蝕三元復合物表面，電極材料制備完成；

所述電極片和電極材料制備完成后，準備隔膜、電池殼材料，組裝制得電容器；

所述碳基超級電容器為雙電層電容器；

步驟2）中的粘接劑是PVDF，導電劑是炭黑；

步驟4）中隔膜是浸潤性的玻璃纖維隔膜，其孔徑大小為2.7μm~3.0μm，厚度為675μm~680μm；

電極材料制備中的步驟1），所述電極材料以純活性炭作為基底，其比表面積為3000m²/g。