[发明专利]一种超级电容器用极片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容器用极片的制备方法。 

背景技术

超级电容器作为一种新兴储能器件，以其高比功率、高比能量、充放电速度快、使用温度范围宽、长寿命、免维护等特性，在智能仪表、电力、医疗、太阳能风能、玩具、新能源汽车等领域有广泛应用。 

超级电容器从结构上分为扣式型和卷绕型，其中卷绕型超级电容器的电极片主要包括活性物质和集流体。 

现有卷绕型超级电容器的电极片制备方法以涂覆方式为主，即先将活性物质和导电剂混合，然后加入粘结剂和水，搅拌成浆料，涂覆于集流体上。此方法存在的问题是在制备过程中活性物质与导电剂之间的接触以及活性物质与活性物质之间的接触不充分，导致电极片的内阻大，体密度低，单位体积内电极的比容量低。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超级电容器用极片的制备方法，该方法可使导电材料与粘结剂的充分结合，保证活性物质之间以及活性物质和导电剂之间的接触良好，从而使电极片内阻小，体密度高，单位体积内比容量高。 

本发明的技术解决方案是： 

一种超级电容器用极片的制备方法，其具体步骤如下：

（1）导电材料胶化

将导电材料与粘结剂按照质量比为1:1～5:1混合均匀，得到胶化导电材料； 

（2）造大颗粒

 将活性物质加入到胶化导电材料中并粉碎成粒径为0.1mm～10mm的电极材料大颗粒，所述导电材料与活性物质的质量比为1:1～1:10；

（3）捏合

 将电极材料大颗粒捏合成电极材料弹性胶状体；

（4）制浆

 将电极材料弹性胶状体加入水，搅拌成固含量为30wt%～40wt%的电极材料浆料；

（5）涂覆

将电极材料浆料涂覆于集流体上，制得未处理的极片；

（6）热压

将未处理的极片在60℃～240℃下热压压实，制成体密度为0.62g/cm³～0.75g/cm³成品极片。

所述活性物质为活性炭、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、炭气凝胶、金属氧化物、导电聚合物中的一种。 

所述活性物质为活性炭、石墨烯或碳纳米管。 

所述导电剂和粘结剂的比例为1:1。 

所述导电材料为导电炭黑、乙炔黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种或几种。 

所述粘结剂为聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、水性胶、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯中的一种或者几种。 

步骤（3）的捏合时，采用行星式搅拌机、捏合机、高速搅拌机或球磨机进行捏合。 

热压时，将加热对辊机预热到40℃～100℃，用喷雾剂将未处理极片喷湿，用加热对辊机将经喷湿的未处理极片压实后，进行加热烘干；所述喷雾剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、碳酸丙烯酯、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚、三乙醇胺、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等的一种或几种。 

本发明的有益效果： 

用活性物质和胶化导电材料制备电极材料大颗粒可以提高导电材料的分散性，通过捏合成电极材料弹性胶状体可以提高导电材料与活性物质之间的附着性，改善了导电材料与活性物质之间的接触，从而达到了降低导电材料的用量，并且降低了电极的内阻，提高了极片的体密度，增加了用此极片制作的超级电容器的体积比容量。

具体实施方式

实施例1 

（1）导电材料胶化

将导电炭黑与聚四氟乙烯按照质量比为1:1混合均匀，得到胶化导电材料； 

（2）造大颗粒

将石墨烯加入到胶化导电材料中并粉碎成粒径为0.1mm～10mm的电极材料大颗粒，所述导电炭黑与石墨烯的质量比为1:1；

（3）捏合

将电极材料大颗粒用行星式搅拌机捏合成电极材料弹性胶状体；

（4）制浆

将电极材料弹性胶状体加入水，搅拌成固含量(电极材料弹性胶状体的质量)为30wt%的电极材料浆料；

（5）涂覆

 将电极材料浆料涂覆于集流体上，制得未处理的极片；

（6）热压

将未处理的极片在60℃下热压压实，热压时，将加热对辊机预热到40℃，用水将未处理极片喷湿，用加热对辊机将经喷湿的未处理极片压实后，进行加热烘干，制成体密度为0.62g/cm³成品极片。

实施例2 

（1）导电材料胶化