[发明专利]一种超级电容器集流体铝箔的表面氧化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及一种超级电容器集流体铝箔的表面氧化处理方法。

背景技术

超级电容器(Supereapacitor)又称超大容量电容器(Ultraeapaeitor)或电化学电容器(ElectrochemicalcaPacitor，EC)，是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。与传统的电容器相比，超级电容器具有更高的比电容量，可存储的比电容量为传统电容器的十倍以上。与电池相比，具有更高的比功率，可瞬间释放特大电流，具有充电时间短、充电效率高、循环使用寿命长、无记忆效应以及基本无需维护等特点，它填补了传统电容器和电池这两类储能元件之间的空白，在移动通讯、信息技术、工业领域、消费电子、电动汽车、航空航天和国防科技等方面具有极其重要和广阔的应用前景，已成为世界各国研究的热点。各国纷纷制定近期目标和远景发展计划，将其列为重点战略研究对象。

集流体铝箔作为超级电容器的一个重要部分，其性能影响着超级电容器的整体电化学性能。工业生产的铝箔的表面常常会覆盖着工业用油和一些杂物，例如尘埃。由于长时间放置在空气中，铝箔表面会氧化形成致密的氧化薄膜，由于这层薄膜不导电，严重影响集流体的特性。这些因素同样影响了超级电容器的整体性能。所以集流体铝箔表面需要进一步处理，采用氧化还原法对其表面进行去污、去除氧化层，来增加其导电性。

发明内容

本发明提供了一种新型超级电容器集流体铝箔的表面氧化处理方法，其目的是增加集流体铝箔的导电性、减小超级电容器内阻、减小超级电容器最大比电容量的循环下降率和增加超级电容器的使用寿命。

本发明所述的一种新型超级电容器集流体铝箔的表面氧化处理方法，其步骤如下：

1）将铝箔浸泡在碱溶液中，浸泡的时间为30～90s；

2）将铝箔从碱溶液中取出，然后在热去离子水中浸泡，取出后，再在室温下浸泡在去离子水中；

3）将用去离子水浸泡后的铝箔取出，然后浸泡在硝酸溶液中，浸泡的时间是30～60s，取出后浸泡在去离子水中；

4）将用去离子水浸泡后的铝箔取出，然后浸泡在转化溶液中，浸泡的时间为90～150s，取出后用去离子水浸泡，最后于室温下干燥6～8小时，从而实现对超级电容器集流体铝箔的表面氧化处理。

所有在去离子水中的浸泡时间为20～50s。

本发明所使用的碱溶液为NaOH溶液，其浓度为60～70g/L；所使用的硝酸溶液浓度为250～300g/L；热水温度为50～60℃；转化液组成为三氧化铬：4～6g/L，氟锆酸钾：3～5g/L，氟化钠：2～4g/L，铁氰化钾：2～5g/L，硼酸：1.2～3g/L，表面活性剂：4～10mg/L，转化液的pH值在1.4～3.8的范围内。表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚，主要成分为异构醇与环氧乙烷加成物，德国贝斯曼品牌，广州君鑫化工科技有限公司生产。

本发明的特点是：

（1）本发明是采用氧化还原法将集流体铝箔表面的氧化层及一些杂质去除掉，使其表面形成致密的导电薄膜，防止铝箔表面再一次的被氧化。

（2）本发明处理后的铝箔更好地发挥了集流体的特性，促进了活性材料与集流体之间的电子快速转移，降低了集流体与活性材料之间的接触电阻。

（3）采用本发明处理后的铝箔并没有破坏其表面平整性，这样使接下来的电容器电极制变得更容易。

（4）本发明所采用的处理方法相比其他方法操作要更简单，操作所需要的条件更少，成本较低廉，转化溶液可以循环使用，工作环境比较随意，制备过程无危险性，对人体无害，对环境无污染。

附图说明

图1：现有电容器内部结构示意图；

各部分名称为：正电极1、隔膜2、负电极3和集流体4；

图2：实施例1制备的超级电容器的内阻大小对比曲线；

曲线1：集流体铝箔未处理的超级电容器，曲线2：集流体铝箔处理的超级电容器；

图3：实施例2制备的超级电容器的最大电容容量循环下降比率曲线；

曲线1：集流体铝箔未处理的超级电容器，曲线2：集流体铝箔处理的超级电容器。

具体实施方式

实施例1

对于处理前的铝箔需用抹布擦拭其表面，将存有的可见颗粒处理掉。