[发明专利]超级电容器电极片

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容器，尤其涉及一种超级电容器电极片。

背景技术

超级电容器是近些年来发展起来的介于传统静电电容器和化学电源之间的、基于电极/溶液界面电化学过程的特种储能元件。

在超级电容器的制作过程中，一般是将制备的含活性材料的浆料涂布集流体上，从而制成电极片。电极片经过切割、铆接引线之后，按照隔膜纸、电极片、隔膜纸、电极片的顺序卷绕成电容器芯包，随后将电容器芯包置于电容器壳体内，再配上端盖，然后对电容器芯包进行电解液浸渍，最后密封注液孔，从而制作成超级电容器。

在超级电容器的制作过程中，核心技术在于电极材料和电极片的制作工艺。通常，超级电容器的极片制作工艺采用单层涂覆式，即在集电极上直接涂覆活性材料浆料。由于活性材料层与集电极之间的结合紧密程度将影响电容器的内阻，因此在单层涂覆工艺中，在活性材料层中需加入较多的粘结剂。对于尺寸规格确定的超级电容器产品而言，由于粘接剂用量加大，导致活性材料的量减少，进而导致超级电容器的能量密度降低。

为了提高活性材料层和集电极之间的导电性和结合力，同时减少在活性材料层中的粘结剂的用量，中国专利公开CN101562078A公布了一种超级电容器的电极片的制备方法，其中，在活性材料层和集电极层之间涂覆有导电粘结层，从而提高活性材料层和集电极之间的导电性和结合力，同时减少在活性材料层中的粘结剂的用量。

尽管在该专利中已经公开了集流体采用铝箔、腐蚀箔、铜箔、镍箔等，而且该专利公开针对集流体采用铝箔(也可称为光铝箔)和腐蚀铝箔的两种情况进行了比较，发现采用光铝箔作为集电极的超级电容器的内阻高于采用腐蚀铝箔的超级电容器的内阻。这是因为在超级电容器中，光铝箔弱的表面附着力导致活性材料难以涂覆在光箔，即使在光箔上涂覆上活性材料层，活性材料层也会在超级电容器产品的充放电循环过程中迅速剥落，导致产品寿命较差。

出于增强活性材料层与集电极之间的结合紧密程度考虑，若保持光箔本身不变，则势必要加大粘结剂量或导电粘接剂用量，则依然产生了前述单层涂覆方式的缺陷。即，对于尺寸规格确定超级电容器而言，粘结剂量或导电粘接剂用量增大会影响活性材料含量，需要在导电剂含量和活性材料含量之间进行折衷，从而所制得的电极片在整体上不能达到非常理想的性能。

出于增强活性材料层与集电极之间的结合紧密程度考虑，若保持粘接剂本身为固定，则需要改变光箔。从电容器的发展历史看，从最初铝电解电容器选择采用腐蚀铝箔(重要原因之一在于增加电极面积和电容量)到现在的超级电容器(在超级电容器中，增加电极面积是通过活性材料的高比表面积来实现的，采用腐蚀箔的主要目的是通过腐蚀箔的多孔表面来增强活性材料层的附着力)，采用腐蚀箔作为集流体一直是电容器行业中惯用方式。但是在采用腐蚀箔的超级电容器中，会存在着如下不足：(1)腐蚀箔的机械强度和加工性能差，涂布过程中容易皱褶、断箔；(2)腐蚀箔由于其腐蚀工序导致其成本远高于光箔；(3)为了确保足够的机械强度，涂布用的腐蚀箔比光箔厚度大，这导致了产品能量密度的下降。

由此看出，由于集电极体本身和活性材料层之间的上述折衷关系，采用常规方式制得的电极片在整体上不能达到非常理想的性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，为了克服集电极本身和活性材料层之间的折衷关系，本发明的目的在于提供一种超级电容器电极片，所述超级电容器电极片在不增加粘接剂整体用量的情况下于整体上达到非常理想的性能。

针对发明的目的，本发明提供了一种超级电容器电极片，所述超级电容器电极片包括作为集电极的金属箔、活性材料、导电剂、以及有机粘接剂，其中，所述金属箔为金属光箔，所述超级电容器电极片还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂将所述有机粘接剂和所述金属光箔连接，以使所述活性材料粘接于所述金属光箔上。

在依据本发明的所述超级电容器电极片中，可选择地，所述活性材料粘接于所述金属光箔上实现为：将包括所述硅烷偶联剂、所述活性材料、所述导电剂、以及所述有机粘接剂而制备的浆料涂布涂覆到所述金属光箔上。

在依据本发明的所述超级电容器电极片中，可选择地，所述活性材料粘接于所述金属光箔上实现为：步骤一：在所述金属光箔上涂覆硅烷偶联剂层；步骤二：在所述硅烷偶联剂层上涂覆活性材料层，所述活性材料层包括活性材料、导电剂、以及有机粘接剂。