[发明专利]基于有机电解液的混合式微型超级电容器及其制造方法

权利要求书

1.一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，该微型超级电容器的结构是在一片聚酰亚胺支撑体上依次排列正极、隔离体、负极；在正极、隔离体、负极中浸渍了有机电解液，在组合体面上再盖上相同的一片聚酰亚胺支撑体形成一个电容器单元，以多个电容器单元的聚酰亚胺支撑体相互连接后卷绕成为硬币状结构，在币状结构两侧为一端正极、另一端为负极，分别由铝封盖密封连接，铝封盖同时作为电极端子起集流体的作用，铝封盖与正极和负极的大面积接触，有效降低微型超级电容器电阻。

2.根据权利要求1所述的一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，所述正极与负极中分别包含储能材料、导电材料乙炔黑和粘合剂聚偏氟乙烯；正极与负极采用不同材料组成混合式超级电容器能够将单元电压提高至3.6V。

3.根据权利要求1所述的一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，所述正极储能材料为活性碳，导电材料为乙炔黑，粘合剂为聚偏氟乙烯，并加入1-甲基吡咯烷酮，按质量份数比7∶2∶1∶30充分搅拌后形成流动性良好的浆料。

4.根据权利要求1所述的一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，所述负极包括储能材料为钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂，导电材料为乙炔黑，粘合剂为聚偏氟乙烯，并加入1-甲基吡咯烷酮充分搅拌后形成流动性良好的浆料；钛酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯和1-甲基吡咯烷酮质量份数比为7∶2∶1∶30，充分搅拌后形成流动性良好的浆料。

5.根据权利要求1所述的一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，所述隔离体为多孔结构，其成分为聚偏氟乙烯PVDF-六氟丙烯PHFP共聚物。

6.根据权利要求1所述的一种有机电解液的混合式微型超级电容器，其特征在于，所述正极、负极及隔离体中浸渍了有机电解液，电解液溶质成分为高氯酸锂LiClO₄，溶剂成分为碳酸乙烯脂EC和碳酸二乙脂DEC混合液，EC和DEC的质量份数比为1∶2；加入高氯酸锂LiClO₄于溶剂中，配置成浓度为1mol/L的有机电解液溶液。

7.一种有机电解液的混合式微型超级电容器的制造方法，其特征在于，首先正极及负极储能材料的浆料采用丝网印刷法制备在聚酰亚胺基体表面，形成正极及负极阵列，在正极及负极间涂制隔离体，浸渍有机电解液，将聚酰亚胺基体覆盖在上表面，然后采用裁切的方法将上述结构分割成为一个一个的单元，分切过程中正极及负极分别被分成相等两部分，并分别属于不同单元，形成在两片聚酰亚胺支撑体之间，按正极、隔离体及负极排列，各单元按相同方向连接并卷绕成为硬币状结构，币状结构两侧沉积铝封壳以完成电容器封装。铝封壳分别与正极、负极接触作为电极引线，以降低微型超级电容器内阻。

8.根据权利要求7所述的有机电解液的混合式微型超级电容器的制造方法，其特征在于，正极及负极阵列的制备是将上述电极浆料，采用丝网印刷方法，在大面积聚酰亚胺基体上印制正极阵列及负极阵列；微电极阵列印制完成后需在80-150℃温度范围内，真空烘干1小时以彻底去除1-甲基吡咯烷酮溶剂；所印制正极与负极尺寸相同。电极宽度500微米-3000微米，电极间距500微米-1000微米，电极厚度200微米-2000微米。

9.根据权利要求7所述的有机电解液的混合式微型超级电容器的制造方法，其特征在于，所述隔离体的制备是将聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物于丙酮中充分溶解，然后采用甩涂的方法涂制于电极阵列之间，甩涂完成的基片在25℃室温环境中水平放置30分钟，然后将其放置在40℃真空烘箱中彻底烘干脱去丙酮后形成多孔聚偏氟乙烯隔离体。

10.根据权利要求7所述的有机电解液的混合式微型超级电容器的制造方法，其特征在于，所述浸渍有机电解液是在聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔离体甩涂完成后进行有机电解液的浸渍，以确保电极和隔离体的孔洞结构中充满了电解液；所采用的电解液为有机电解液溶液，浓度为1mol/L，溶质为高氯酸锂LiClO₄，溶剂为碳酸乙烯脂EC和碳酸二乙脂DEC混合液，溶剂中EC和DEC的质量份数比为1∶2；电解液浸渍过程为将完成电极印刷及隔离体制备的结构放置在有机电解液中充分浸渍，取出后甩干以除去多余电解液。